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국표원, 재사용전지 안전성 검사제도 시행‘전기용품 및 생활용품 안전관리법 시행령’ 등 하위법령 정비 완료로 재사용전지 안전성 검사제도를 본격 시행할 예정이다. 이에 소비자의 안전과 관련 산업의 활성화가 균형 있게 확보될 전망이다. 산업통상자원부 국가기술표준원은 잔존수명이 70~80% 남아있는 전기차의 사용후전지를 폐기하지 않고 전기저장장치(ESS), 캠핑용 파워뱅크 등으로 안전하게 재사용할 수 있도록 지원하는 안전성 검사제도를 19일부터 본격 시행한다고 밝혔다. 국표원은 지난해 10월 18일에 재사용전지 안전성 검사제도를 도입하기 위한 ‘전기용품 및 생활용품 안전관리법’이 개정된 이후 1년의 유예기간 동안 ▲검사기관 지정 ▲책임보험 가입 ▲위반 시 과태료 부과 등의 시행규정 마련 및 재사용전지 안전기준(KC 10031) 제정 등 하위법령 정비를 마무리했다. 재사용전지 안전기준(KC 10031)은 사용후전지의 재사용을 위한 리튬이차전지의 안전 요구사항을 말한다. 또한 원활한 제도시행 기반 마련을 위해 ▲검사기관 신속 지정 ▲책임보험상품 출시 ▲업계대상 안전기준 설명 등 다양한 지원책도 병행 추진 중이다. 지난 7월에 검사기관 사전 접수를 공고한 후 시험기관 및 제조업체 등 5개 신청기관에 대한 평가를 진행하고 있으며 제도 시행일인 10월 19일에 맞춰 제주테크노파크에 제1호 안전성검사기관 지정서를 수여했다. 5개 신청기관으로는 제주테크노파크(TP), KTC, 울산TP, KTL 등 시험기관 4개, 피엠그로우 등 제조업체 1개다. 더불어 27일 부산에서 ‘재사용전지 안전기준 설명회’를 개최해 KC 10031 검사항목별 세부 적용기준, 비용절감을 위한 SW검사 등을 교육하고 검사기관의 책임보험 출시상품 및 가입절차를 안내할 예정이다. 진종욱 국가기술표준원장은 “사용후전지의 재사용은 배터리 순환경제의 핵심 전략 중 하나”라며 “소비자의 안전과 관련 산업의 활성화가 균형 있게 확보될 수 있도록 제도 시행을 빈틈없이 점검하겠다”고 밝혔다.
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세계 최대규모 '이차전지 화재시험센터' 화재검증 본격 가동산업통상자원부 국가기술표준원(이하 국표원)은 강원도 삼척에 세계 최대규모(30MW)의 이차전지 화재시험 설비*를 갖추고 국제공인시험기관으로 인정받은 ‘대용량 이차전지 화재안전성 검증센터’를 본격 가동한다고 밝혔다. * 30MW급 시험 설비의 경우, 전기차 4대(대당 약 7MW) 규모의 화재시험 가능 국표원은 지난 ’19년 발표한 에너지저장장치(ESS) 안전강화 대책*의 일환으로 ’20년부터 ’23년까지 698억원(국비 288억원, 민간 410억원)을 투입하여 강원도 삼척시의 소방방재산업특구 내에 이차전지 화재시험센터 구축 사업을 추진하였으며, 이에 따라 ’23년 9월 15일에 이차전지 관련 기업 등 150여 명이 참석한 가운데 ‘대용량 이차전지 화재안전성 검증센터’ 개소식을 개최하였다. * ESS 사고원인 조사결과 및 안전강화 대책(민관합동 ESS 화재 사고원인 조사위/’19.6.11.) 본격 가동되는 이차전지 화재시험센터는 대용량 이차전지 산업계의 시험인프라 부족 문제를 적극 해결해줄 것으로 보인다. 전기차, ESS 보급 등으로 이차전지의 수요와 활용 범위는 증가했지만, 성능평가 및 시험 인증 등에 대한 문제가 지속해서 제기되었기 때문이다. 이번 센터의 개소로 세계 수준에 걸맞은 표준∙인증 인프라가 제공될 것으로 기대된다. 위 검증센터는 한국기계전기전자시험연구원(KTC) 및 한국건설생활환경시험연구원(KCL)이 공동 운영한다. 구체적으로 대용량 이차전지 제품개발 시험 및 사업화 등 전주기 기술지원, 화재사고 발생시 원인분석 및 위해도 실증시험, 화재 진압을 위한 대형소화설비 성능평가 등을 수행할 예정이다. 더불어 국제공인시험기관으로서 국제 통용되는 시험성적서를 발행한다. 이를 통해 해외 시험인증 발급에 필요한 국내 기업의 시간적∙경제적 비용을 절감할 수 있게 됐다. 대용량 이차전지의 사용이 더욱 확대되는 시점에서, 이차전지 화재시험센터가 미래 산업계의 안전과 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.
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FITI시험연구원, 울산지역 미래 모빌리티 산업 활성화 위해 협업FITI시험연구원(원장 김화영)이 울산지역 미래 모빌리티 산업 발전을 위해 울산테크노파크(원장 권수용, 이하 울산TP)와 협력한다. FITI시험연구원은 전 세계 자동차 산업의 대전환기에 대응하여 지역 모빌리티 산업 성장을 지원하기 위해 업무협약을 체결했다. 자동차 산업이 내연기관 중심에서 전기차 등 새로운 영역으로 발전하고 있는 과정에서, 지역 자동차 부품기업의 연구 발전과 장비활용을 더욱 활성화시키기 위한 목적을 가지고 있다. 현재 FITI시험연구원은 국내 자동차 산업의 친환경 전환을 위해 자동차 부속 부품의 성능과 안전성을 평가하는 시험인증 인프라를 강화 중이다. 더불어 울산광역시 또한 국가첨단전략산업인 ‘이차전지 특화단지’에 선정되면서 지역 미래 모빌리티 산업 발전을 위한 육성 및 지원 사업을 본격적으로 추진할 계획이다. 양 기관은 이번 업무협약을 통해 ▲자동차 전장품에 대한 시험·인증 업무 ▲전기·전자 제품에 대한 시험·인증 업무 ▲정부지원 기술개발사업의 공동 추진 ▲관련 기업에 대한 교육 훈련 및 정보 교류 ▲기업 지원을 위한 기술 정보 및 전문가 지원 등을 수행한다. 양 기관이 보유하고 있는 시험인증 인프라 및 자동차 친환경 전환 사업을 기반으로, 지역 미래 모빌리티 산업 발전에 큰 시너지 효과를 낼 수 있을 것으로 기대된다.
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KTC-KCL, ESS 화재 안전성 검증센터 개소식 개최세계 최대 규모 화재 안전성 검증 첨단 인프라가 구축될 전망이다. 한국기계전기전자시험연구원(KTC)과 한국건설생활환경시험연구원(KCL)은 세계 최대 규모의 ESS(에너지저장장치) 화재 안전성 검증센터 개소식을 15일 강원도 삼척시 소방 방재산업 특구에서 개최했다고 밝혔다.. 세계 최대 규모의 30MW(메가와트)급 집진기를 갖춘 검증센터는 2020년부터 2023년까지 총사업비 698억 원을 투입해 구축됐으며 국내 KOLAS(한국인정기구) 시험인증기관 최초로 KTC와 KCL이 공동 운영한다. 검증센터를 통해 국내에서 유일하게 이차전지 및 에너지저장장치(ESS) 제품의 개발 전 주기에 따른 화재 안전 원스톱 시험·인증 서비스 제공이 가능하다. 검증센터에서는 대용량 이차전지 제품에서 발생할 수 있는 단락·지락, 과충전 등 전기적 위해 상황을 모의해 화재 발생 원인을 분석하고 화재 발생 시 화염 전이 현상 관찰 및 효과적인 화재진압 방법을 실증해 안전한 신재생에너지의 보급과 확산에 기여할 계획이다. 그동안 국내 ESS 시험평가 인프라는 지역별로 분리돼 대용량 이차전지의 전기적 위해 시험, 화재 안전성 시험을 동시에 검증할 수 없었다. 하지만 검증센터 구축을 통해 한 곳에서 화재 사고 원인 조사, 모의시험을 수행할 수 있게 되어 기업의 편의성이 증대된다. 검증센터는 이차전지 분야 시험에 대한 국제공인 시험기관(IECEE-CBTL) 지정, TUV 라인란드(TUV Rheinland)의 시험소 지정 및 KOLAS(한국인정기구) 인정을 획득함으로써 국내·외 인증지원을 효율적으로 대응할 수 있는 기반을 마련했다. 앞으로는 ESS 수출 기업이 국내에서 제품의 시험·평가를 통해 국제인증서를 취득할 수 있어 인증 취득을 위한 시간과 해외시험기관으로 시료를 운송하는 데 소요되는 비용을 절감할 수 있다. 검증센터는 ESS 시스템의 전기적 위해 환경 실증과 화재 사고 재현·실증 등을 통해 아직 명확하게 규명되지 않은 ESS 화재 사고 원인조사를 지원하 ESS 시스템의 신뢰성 향상에 기여하여 위축된 국내시장 활성화에 촉매제 역할을 할 것으로 기대된다. 조영태 KCL 원장은 “한국형 ESS 화재 시험방법 표준개발, 화재 원인별 화재 전이 현상 분석, ESS 화재 발생 시 화재진압을 위한 실증이 가능한 세계적 수준의 인프라를 구축했다”며 “세계시장을 주도하고 있는 국내 ESS 배터리 제품의 화재 안전 성능 개발과 해외 인증 지원을 통해 업계 발전과 국민 안전에 기여할 것”이라고 밝혔다. 안성일 KTC 원장은 “ESS 화재 안전성 검증센터 구축으로 전기적 위해 모의 실증, 이차전지 화재 시험 등 국내 유일의 개발 전 주기에 따른 화재 안전 원스톱 시험·인증 서비스를 제공할 수 있게 됐다”며 “앞으로 세계 최고 수준의 안전한 ESS 보급을 도모하여 국민 안전에 기여하고 기업의 수출 경쟁력을 높일 수 있도록 적극 지원하겠다”고 말했다. 한편 개소식에는 국민의힘 이철규 국회의원, 국가기술표준원 진종욱 원장, 삼척시 박상수 시장, 삼척시의회 정정순 의장, KTC 안성일 원장, KCL 조영태 원장 등 내빈 150여 명이 참석했다.
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국표원, 한국인정기구 역할 강화 위해 공인기관 운영 5종 개정한국인정기구 운영요령 등 5종의 한국인정기구(KOLAS) 운영문서 개정된다. 산업통상자원부 국가기술표준원은 KOLAS 공인기관 운영의 자율성과 책임성 강화를 위해 ‘한국인정기구 운영요령’ 등 5종의 운영문서에 대한 개정(안)을 14일부터 행정예고 한다고 밝혔다. KOLAS(한국인정기구)는 국제표준에 따라 시험성적서의 국제통용 등 시험인증기관의 역량을 공인하는 국내 인정기구다. 이번 운영문서 개정(안)의 주요 내용은 공인기관 신청에 필요한 제출서류 및 종사자의 학력·경력 자격요건 등을 완화해 공인기관의 자율성을 제고한 반면, 신뢰도 제고와 책임성 강화를 위해 국제인정기구(ILAC, IAF)에서 신규로 요구한 공인기관의 부정행위에 대한 국제상호인정협정체결국 간 통보, 공인기관 서비스를 이용한 고객의 부정행위에 대한 조치 의무화 등을 신설하기로 한 사항이다. 국제시험기관인정협력체(ILAC), 국제인정포럼(IAF)은 성적서 및 인증서의 국제 통용으로 국제무역 촉진을 위해 100여 개국의 인정기구 간 상호인정협정을 운영하는 국제인정기구다. 이번 ‘한국인정기구 운영요령’ 등 5종의 운영요령 개정(안)에 대해서는 국표원 홈페이지와 한국인정기구 홈페이지를 통해 14일부터 40일간 이해관계자의 의견 수렴 후 최종 확정 고시될 예정이다. 진종욱 국표원장은 “이번 KOLAS 운영문서 개정으로 공인기관 운영의 자율성은 확대되고 제공 서비스에 대한 품질은 더욱 향상될 것”이라며 “이차전지, 바이오 등 첨단 산업 분야의 수출을 지원할 수 있도록 국내 공인기관 인정과 국제상호인정협정 분야를 확대하는 등 국제 인정체계 인프라를 지속적으로 확충해 나가겠다”고 밝혔다.
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표준연-포스텍, 이차전지 실용화 앞당길 고수명 유기전극 개발차세대 이차전지 실용화가 앞당겨질 전망이다. 한국표준과학연구원(KRISS) 소재융합측정연구소 신호선 박사팀과 포항공과대학교(POSTECH) 반도체공학과 송재용 교수팀이 차세대 이차전지의 실용화를 앞당길 수 있는 고수명 유기전극을 개발했다고 8월 31일 밝혔다. 전기차 등에 대표적으로 사용되는 리튬 이차전지의 전극은 니켈, 코발트, 망간, 알루미늄 등 무기물이 주된 소재다. 이러한 광물자원은 매장량이 제한적이고 국제 정세에 따라 수급이 불안정해질 수 있다. 유기물 기반 전극은 이 같은 단점을 해결할 차세대 이차전지의 핵심기술로 꼽힌다. 유기물 소재는 매장된 자원을 채굴해야 하는 무기물과 달리 합성을 통해 대량생산 할 수 있어 가격경쟁력이 우수하고, 용량 대비 가벼우면서 유연하다는 장점이 있다. 문제는 유기 소재 전극이 충·방전 중 이온화되는 과정에서 전지 안의 전해질 용액에 쉽게 녹아 전지의 수명이 급격히 저하된다는 점이다. 이를 해결하기 위해 화학적으로 유기물 분자구조를 최적화하는 방식이 제시됐지만 공정이 복잡하고 수율이 떨어진다는 단점이 있어 실질적 대안이 되기 어려웠다. 이온화는 중성의 분자 또는 원자에서 전자를 잃거나 얻는 전자 이동이 일어나 전하를 띠게 되는 반응을 말한다. KRISS-POSTECH 공동연구팀이 개발한 고수명 유기전극은 나노복합소재를 사용해 수명을 획기적으로 향상시킨 것이 특징이다. 물리적 혼합방식으로 제조할 수 있어 기존에 제시된 화학적 방식보다 실용화에 훨씬 유리하다. 기술의 핵심은 유기전극 후보물질 가운데 초기 용량이 높은 물질(DMPZ)과 수명이 긴 물질(PTCDA)을 동결분쇄해 혼합하는 복합소재 제조법이다. 이 소재로 전극을 제작해 실험한 결과, 충방전 과정에서 두 물질의 상호전하보상 작용으로 전기적 중성 상태가 지속돼 650회 이상 충·방전 시에도 초기 용량이 90% 이상 유지됐으며 고속 충·방전 역시 우수한 특성을 보였다. 반면 DMPZ 단일 소재로 제작한 전극은 충·방전 5회 이내에 수명이 20% 이하로 저하됐다. 또한 연구팀은 개발한 고수명 유기전극으로 파우치형 배터리를 제작해, 이번 성과가 실제로 유연한 리튬이차전지 실용화에 기여할 수 있음을 입증했다. 이번 성과는 이차전지 외에도 물 분해, 가스 센서 등 다양한 분야에서 유기물 기반 전극의 전기화학적 안정성과 수명 향상에 쓰일 수 있다. 신호선 KRISS 스마트소자팀장은 “그린에너지 전환을 위해서는 기존 이차전지의 한계를 뛰어넘을 소재의 혁신이 필요하다”며 “이번 성과로 차세대 이차전지 실용화를 한층 앞당기고, 다양한 분야에서 유기물 기반 전극의 연구개발 활성화에 기여할 것”이라고 밝혔다. 한편 과학기술정보통신부 한국연구재단 미래소재디스커버리지원사업의 지원을 받은 이번 연구의 성과는 국내외에 특허 출원됐으며 국제 저명학술지 에너지 스토리지 머티리얼스 8월호에 게재됐다.
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더 정교한 표준화 컨설팅으로 첨단 기술 해외진출 돕는다우리기업의 기술혁신을 지원하고 나아가 세계시장을 선점하기 위한 「R&D 사업화 표준연계 사업」이 첨단산업 분야를 중점으로 진행될 예정이다. R&D 사업화 표준연계 사업은 R&D와 연계한 표준개발을 위해 표준동향조사, 표준화컨설팅, 표준연구성과 관리 등을 수행하는 사업이다. 작년부터 국표원과 한국표준협회는 위 사업을 진행해오며 본격적인 표준화 지원 활동에 나섰다. 현재는 차세대 모빌리티, 이차전지 분야 등에서 10개의 국제표준아이템을 발굴하였고, 국제표준기구에서 제안발표를 마치고 국제표준 제정절차를 준비 중이다. 올해부터는 본격적으로 첨단산업 위주의 집중 표준화 지원활동이 이루어질 예정이다. 산업통상자원부 국가기술표준원(원장 진종욱, 이하 국표원)은 31일(목) 서울 롯데호텔에서 기업, 대학, 연구기관 등의 표준연계과제 수행 연구자 약 50여 명을 대상으로 「R&D연계 표준화 컨설팅 설명회」를 개최했다. 위 설명회에서는 연구기관의 자기주도적 표준개발을 지원하기 위하여 ▲표준화 정보 조사·분석, ▲국제표준 아이템 발굴, ▲국제표준 개발 지원 등 세부 지원 분야를 설정했다. 이를 기반으로 인공지능, 로봇, 원자력 등 표준선점이 필요한 24개 과제에 대해 표준화 컨설팅을 집중 지원할 예정이다. 첨단산업의 표준화 컨설팅 활동을 통하여 첨단 기술의 경쟁력, 나아가 국가경쟁력의 수단이 되어줄 글로벌 표준 확보 활동이 더욱 활발히 이루어질 전망이다.
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FITI시험연구원, ‘이차전지 산업 글로벌 경쟁력 강화’ 업무협약 체결FITI시험연구원은 25일 경북테크노파크, 한국산업기술시험원, 한국건설생활환경시험연구원, 한국화학융합시험연구원, 한국기계전기전자시험연구원, 한국환경공단 등과 ‘이차전지 산업 글로벌 경쟁력 강화’ 업무협약을 체결했다고 28일 밝혔다. 이날 협약을 바탕으로 참여기관은 사용후 배터리 산업 활성화와 국내 이차전지 산업 발전을 위해 ▲원료, 중간재 등 소재 전반에 대한 분석·평가 체계 및 기반 마련 ▲소재부터 사용후 배터리까지 전주기 기술개발 및 기반 마련 ▲배터리 전반 국제 공동 평가 기술개발 및 기준 마련 ▲이차전지 산업 발전을 위한 연구개발 역량강화 및 신규 협력사업 발굴 등에 긴밀히 협력할 예정이다. FITI시험연구원은 이번 협력체계를 통해 배터리 관련 시험인증 기반 마련 및 기술 개발 지원 등에 나서 우리나라 이차전지 산업 육성 및 글로벌 경쟁력 강화에 기여할 계획이라고 전했다. 2030년 글로벌 전기차 판매량이 5400만대 수준으로 늘어날 것으로 전망된다. 이차전지 시장이 빠르게 성장하면서 사용후 배터리에 대한 관심도 커지고 있다. 이에 정부는 이차전지 및 사용후 배터리 산업 육성을 주도하며 다가올 배터리 순환경제 시대도 대비하고 있다. 김화영 FITI시험연구원장은 “이번 업무협약을 계기로 사용후 배터리를 포함한 국내 이차전지 산업 전반의 성장을 위해 다각도의 협력을 추진할 것”이라며 “FITI시험연구원은 국내 이차전지의 성능과 안전성을 확보할 수 있는 시험인증 솔루션을 제공해 우리나라가 차세대 산업 주도권을 확보할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다. 한편 FITI시험연구원은 미래차 전장부품 기능안전·신뢰성 지원센터, 친환경 모빌리티 순환경제 혁신지원센터 등을 구축 중으로 미래 모빌리티 핵심 부품인 사용후 배터리 등 이차전지의 성능을 평가할 수 있는 시험인증 인프라를 강화하고 있다.
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ETRI, 얇고 유연한 전고체배터리 핵심기술 개발국내 연구진이 차세대 이차전지로 알려진 전고체배터리를 위한 고체 전해질막 개발에 성공했다. 이를 통해 안전하면서도 성능이 높은 전고체배터리 조기 상용화에 큰 도움이 될 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 황화물계 고체 전해질과 고분자 직물 지지체를 활용하여 기존 펠릿 형태 대비 10배 이상 얇고 에너지밀도는 6배 증가한 고체 전해질막 개발에 성공했다고 밝혔다. 본 성과는 세계적인 학술지인 “‘ACS 응용 재료·인터페이스'(ACS Applied Materials & Interfaces)”에 게재되며 우수성을 입증받았다. 전고체배터리는 배터리의 핵심구성요소인 전해질을 기존 액체 형태에서 고체 형태로 대체한 전지이다. 가연성의 액체 전해질을 고체로 대체함으로써 누출이나 화재로 인한 위험성을 원천적으로 방지할 수 있다. 기존 전고체배터리 연구에서는 고체 전해질 입자에 압력을 가하거나, 소결하는 공정을 거쳐 수백 마이크로미터(μm) 두께의 펠릿 형태로 제조하는 것이 일반적이었다. 하지만 고체 전해질 펠릿은 깨지기 쉬운 성질이 있어, 이를 적용한 배터리 셀에 유연성을 부여하기 어렵고, 두께가 두꺼워져 셀의 에너지밀도가 기대와는 달리 오히려 낮아지는 한계가 있어 상용화에 걸림돌이 되어 왔다. 이와 같은 한계를 극복하기 위해, ETRI 연구진은 우수한 이온전도도를 갖는 황화물계 고체 전해질과 기계적 강도가 우수한 고분자 직물 지지체를 활용하여 얇은 고체 전해질막을 개발하는 데에 성공했다. 또한, 대면적화가 용이한 습식공정 기술을 개발, 우수한 성능과 동기에 기계적 강도, 유연성까지 확보했다. 연구진이 개발한 고체 전해질은 기존 펠릿 형태의 고체 전해질 대비 두께가 10배 이상 감소하고 이온전도 특성은 2배 증가했다. 이에 따라 ETRI의 고체 전해질이 적용된 모노 셀의 출력 특성은 20% 향상되었을 뿐만 아니라, 부피당 에너지밀도도 기존 대비 6배가 증가했다. 또한, 고온 노출 시험과 고전압 시험 등을 통해 ETRI 전고체배터리의 우수한 안정성을 실험으로 입증했다. ETRI는 이를 통해 높은 용량을 가지면서도 다양한 형태로 유연하게 다변화할 수 있는 차세대 전고체배터리의 상용화를 선도할 것으로 기대하고 있다. 이번 연구를 주도한 ETRI 강석훈 선임연구원은 “그동안 고체 전해질을 최종 셀에 적용하는 데에 공정적 한계가 있었는데 본 연구에서 개발한 고체 전해질막은 적용된 배터리 셀의 에너지밀도를 획기적으로 높여 전고체배터리의 상용화 가능성을 크게 높일 것으로 기대된다”고 말했다. ETRI 연구진은 이번 연구개발 내용을 바탕으로 다양한 기재의 지지체 구조를 확대 적용하는 한편, 고체 전해질막의 추가 이온전도 특성 향상 및 분리막 수준의 박막화를 통해 기존 전지 셀 제조방식에 호환이 가능한 고체 전해질막 연구를 지속적으로 수행할 예정이다.
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ETRI, 얇고 유연한 전고체배터리 핵심 ‘고체 전해질막’ 개발국내 연구진이 차세대 이차전지로 알려진 전고체배터리를 위한 고체 전해질막 개발에 성공했다. 이를 통해 안전하면서도 성능이 높은 전고체배터리 조기 상용화에 큰 도움이 될 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 황화물계 고체 전해질과 고분자 직물 지지체를 활용해 기존 펠릿 형태 대비 10배 이상 얇고 에너지밀도는 6배 증가한 고체 전해질막 개발에 성공했다고 밝혔다. 본 성과는 ‘ACS 응용 재료·인터페이스'(ACS Applied Materials & Interfaces)에 게재됐다. 전고체배터리는 배터리의 핵심구성요소인 전해질을 기존 액체 형태에서 고체 형태로 대체한 전지다. 가연성의 액체 전해질을 고체로 대체함으로써 누출이나 화재로 인한 위험성을 원천적으로 방지할 수 있다. 기존 전고체배터리 연구에서는 고체 전해질 입자에 압력을 가하거나, 소결하는 공정을 거쳐 수백 마이크로미터(μm) 두께의 펠릿 형태로 제조하는 것이 일반적이었다. 하지만 고체 전해질 펠릿은 깨지기 쉬운 성질이 있어 이를 적용한 배터리 셀에 유연성을 부여하기 어렵고, 두께가 두꺼워져 셀의 에너지밀도가 기대와는 달리 오히려 낮아지는 한계가 있어 상용화에 걸림돌이 돼 왔다. 이와 같은 한계를 극복하기 위해 ETRI 연구진은 우수한 이온전도도를 갖는 황화물계 고체 전해질과 기계적 강도가 우수한 고분자 직물 지지체를 활용해 얇은 고체 전해질막을 개발하는 데 성공했다. 또한 대면적화가 용이한 습식공정 기술을 개발, 우수한 성능과 동기에 기계적 강도, 유연성까지 확보했다. 연구진이 개발한 고체 전해질은 기존 펠릿 형태의 고체 전해질 대비 두께가 10배 이상 감소하고 이온전도 특성은 2배 증가했다. 이에 따라 ETRI의 고체 전해질이 적용된 모노 셀의 출력 특성은 20% 향상되었을 뿐만 아니라, 부피당 에너지밀도도 기존 대비 6배가 증가했다. 또한 고온 노출 시험과 고전압 시험 등을 통해 ETRI 전고체배터리의 우수한 안정성을 실험으로 입증했다. ETRI는 이를 통해 높은 용량을 가지면서도 다양한 형태로 유연하게 다변화할 수 있는 차세대 전고체배터리의 상용화를 선도할 것으로 기대하고 있다. 이번 연구의 책임자인 이영기 ETRI 스마트소재연구실장은 “기존의 딱딱하고 두껍고 작은 면적의 펠릿형 또는 두꺼운 시트형 고체 전해질을 얇은 두께와 유연성을 가지는 막 형태로 구현함으로써 기존 펠릿형 전고체배터리의 기술적 한계를 극복하고자 노력했다”고 밝혔다. 이번 연구를 주도한 강석훈 ETRI 선임연구원은 “그동안 고체 전해질을 최종 셀에 적용하는 데에 공정적 한계가 있었다”며 “본 연구에서 개발한 고체 전해질막은 적용된 배터리 셀의 에너지밀도를 획기적으로 높여 전고체배터리의 상용화 가능성을 크게 높일 것으로 기대된다”고 말했다. ETRI 연구진은 이번 연구개발 내용을 바탕으로 다양한 기재의 지지체 구조를 확대 적용하는 한편 고체 전해질막의 추가 이온전도 특성 향상 및 분리막 수준의 박막화를 통해 기존 전지 셀 제조방식에 호환이 가능한 고체 전해질막 연구를 지속적으로 수행할 예정이다. 이번 연구는 산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원의 지원을 받아 ‘리튬기반 차세대 이차전지 성능고도화 및 제조기술 개발’ 연구사업의 일환으로 진행됐다.