한국자동차연구원(원장 진종욱)은 차세대 보급형 배터리 시장에서 주목받는 리튬망간인산철(LMFP) 과 나트륨 전지 전극 기술 2건을 배터리 전극 전문기업 JR에너지솔루션에 이전했다고 27일 밝혔다.

한자연과 JR에너지솔루션은 기술 이전을 계기로 해당 기술 상용화를 추진하고, 차세대 배터리 시장 선점과 산업 활성화를 위한 협력을 본격화할 계획이다.

LMFP 배터리는 기존 리튬인산철(LFP) 배터리에 망간을 더해 에너지 밀도를 높인 차세대 배터리로 주목받고 있다. 다만, 충·방전 과정에서 망간이 용출돼 전해액을 고갈시키고 수명을 단축하는 문제가 있다.

한자연은 망간 양이온을 효과적으로 흡착할 수 있는 특수 수계 바인더를 적용한 기술을 개발했다. 이를 통해 고온 환경에서 망간 용출을 억제해 배터리 수명과 저장 성능을 기존 배터리 보다 15% 이상 개선했다.

나트륨 전지는 가격 경쟁력을 바탕으로 리튬의 대안으로 부상하고 있지만, 제조 과정에서 전체 셀 용량이 감소하는 문제가 상용화의 걸림돌로 지적돼 왔다.

한자연은 양극층 상부에 별도 ‘희생양극 코팅층’을 형성하는 기술을 통해 이러한 문제를 해결했다. 해당 기술은 비가역 용량으로 인해 제한됐던 나트륨 전지 에너지 밀도를 20% 이상 향상해 상용화 가능성을 높였다.

한자연인 이전한 기술 2건은 기존 전극 제조 공정에 그대로 적용할 수 있어 공정 편의성이 높다. 추가 설비 투자나 비용 증가 없이도 배터리 특성 개선이 가능해 산업 현장 적용성을 높였다.

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이번 성과는 한국연구재단의 ‘나노 및 소재기술개발사업’ 지원을 받아 수행한 ‘다차원 물리·화학 구배 기술 기반 고에너지밀도 올리빈계 양극 소재-전극 개발’ 과제를 통해 도출됐다.

진종욱 자동차연구원장은 “이번 기술 이전이 국내 중소·중견 배터리 기업의 사업화 역량 강화에 실질적인 도움이 되기를 기대한다”며 “한자연이 개발한 기술이 산업 현장에서 성공적으로 상용화되고, 나아가 국내 산업 생태계 강화와 글로벌 차세대 배터리 기술 경쟁력 확보로 이어질 수 있도록 지속적인 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.