성균관대, 세계 최고 에너지 밀도 ‘건식전극’ 배터리 구현

[이데일리 김응열 기자] 성균관대는 성균나노과학기술원의 김영준 교수 연구팀이 차세대 배터리 혁신 제조 공정으로 주목받는 ‘건식전극’ 공정에 최적화된 소재 기술을 개발하고 세계 최고 수준의 에너지 밀도를 가진 전극 원천기술을 확보했다고 15일 밝혔다.

(왼쪽부터)성균관대의 김영준 나노과학기술학과 교수, 김현승 미래에너지공학과 교수, 구진교 박사. (사진=성균관대)

건식전극 기술은 리튬이온전지나 전고체전지 등 배터리 전극을 제작할 때 기존의 액체 용매를 사용하는 방식에서 벗어나 용매 없이 고체 가루 형태의 원료를 직접 뭉쳐 전극을 만드는 기술이다. 이는 제조 과정에서 발생하는 유해 물질을 없애고 건조 공정을 생략할 수 있어 친환경적이며 효율적이다. 현재 글로벌 전기차 기업인 테슬라가 양산화를 주도하고 있으며 전 세계 배터리 기업들이 앞다퉈 기술 확보에 매진하고 있는 분야다.

다만 건식전극 공정은 ‘균일한 혼합’과 ‘대면적 생산’이 어렵다는 게 문제였다. 김 교수 연구팀은 이를 극복하기 위해 활물질(에너지를 저장하는 물질)과 도전재(전기를 흐르게 돕는 물질)를 하나로 합친 ‘원바디(One-body)’ 소재를 개발했다. 이로써 고품질의 전극을 대량으로 생산할 수 있는 핵심 기술을 완성했다.

김 교수는 “건식전극 기술은 단순한 친환경 공정을 넘어 배터리의 성능과 품질, 안전성을 획기적으로 높일 수 있는 최적의 해결책”이라며 “이번에 개발한 특화 소재와 생산 공정 기술은 배터리의 제조 원가를 대폭 낮추고 글로벌 시장에서의 성능 경쟁력을 동시에 확보할 수 있는 중요한 발판이 될 것”이라고 말했다.