솔리비스가 연내에 전고체전지용 고체전해질 생산공장을 설립한다. 솔리비스는 올해 상반기 중 강원도 횡성군 우천산업단지에 2251평(7444㎡) 크기의 대규모 양산공장을 설립, 연내에 월 3톤 규모의 고체전해질 생산시설을 가동할 계획이라고 27일 발표했다. 솔리비스는 2년간 10억원의 연구개발비를 투입해 최첨단 고체전해질 생산공정 '3세대 습식합성 양산플랫폼'을 개발하는데 성공, 1단계로 총 152억 원을 투입해 공장동, 유틸리티동, 창고동, 사무동 등 공장건물 4개동을 건설하고 올해 안에 월간 생산능력(CAPA) 3톤을 달성할 방침이다. 솔리비스는 이차전지 제조사와 자동차 OEM이 요청해 온 샘플물량을 생산하기 위해 2023년 경기도 하남미사지구 소재 중앙연구소 내에 월생산량 100kg 규모의 파일럿 생산라인을 구축했다. 지난 2월 200kg 규모, 4월 500kg 규모로 빠르게 월간 생산능력을 확대해 왔지만 국내외 고체전해질 수요를 감당하기엔 턱없이 부족한 상태다. 고체전해질은 '꿈의 전지'라 불리는 전고체 배터리의 핵심 소재로, 화재와 폭발로부터 자유로워 궁극적인 안전성을 확보할 뿐만 아니라 훨씬 많은 양의 전기에너지를 저장할 수 있음에도 불구하고, 현재
솔리비스는 기술보증기금, 코스피 상장기업, 벤처투자사, 증권사, 금융사 등 국내 유수의 대기업과 기관투자사 10여 곳으로부터 200억 원 규모 시리즈B 투자를 성공적으로 마무리했다고 19일 밝혔다. 솔리비스는 2020년 설립 이후 2021년 시리즈A를 유치하고 총 150억 원을 투입해 경기도 하남미사지구에 중앙연구소와 파일럿 생산시설을 구축한데 이어, 이번에 200억 원 규모의 시리즈B 투자유치를 완료함에 따라 대량생산을 위한 공장설립에 총력을 기울일 방침이다. 솔리비스는 이번 투자유치를 통해 TF팀을 가동해 양산공장 설립을 본격 추진하고, 연구소 내 파일럿 생산시설 증설도 병행할 예정이다. 또 R&D 및 전문 인력을 확충하고 이차전지 제조사와 자동차 OEM 등으로의 매출 확대도 박차를 가할 방침이다. 신동욱 솔리비스 대표는 "지난해 사상 최악의 투자환경에도 불구하고 시리즈B 투자유치에 성공한 것은 솔리비스의 '전고체전지용 고체전해질' 양산기술이 시장을 석권할 최고 혁신기술임을 자본시장에서 인정받은 쾌거"라며 "2030년 전고체전지 소재 분야에서 글로벌 1위 기업을 목표로 매진할 것"이라고 말했다. 헬로티 이창현 기자 |
강석주 연구팀, 수평원심주조 방식 도입…생산 속도도 13배↑ 배터리에 사용되는 고분자 고체전해질을 대량 생산할 수 있는 방법이 나왔다. UNIST 에너지화학공학과 강석주 교수팀은 수평원심주조 방식을 도입해 기존의 용해 주조 방식의 한계를 극복하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 이를 통해 고분자 고체전해질의 생산량을 혁신적으로 늘릴 수 있다는 설명이다. 연구팀은 기존 철 파이프를 제조하는 수평원심주조 방식을 변형시켰다. 고분자 용액을 주입한 뒤 수평 방향으로 회전시켜 균일한 고분자 고체전해질을 만들었다. 기존 용해 주조 방식으로 균일한 모양의 고분자 고체전해질을 만들 수 없었던 것과는 상반된다. 수평원심주조 방식으로 제조한 고분자 고체전해질은 기존 방식으로 제작한 것에 비해 원재료 손실률이 거의 없다. 균일하게 제작 가능해 경제성과 효용성이 높을 뿐만 아니라 우수한 전기화학적 성능까지 보여줬다. 강석주 교수는 “기존 철 파이프를 제조할 때 사용하는 방식을 응용했다”며 “균일한 고성능 고체전해질을 대량생산까지 할 수 있는 방식”이라고 설명했다. 개발된 기술은 13배 빠른 속도로 고분자 고체전해질을 생산할 수 있다. 고분자 용액을 건조하고 진공열처리까지 하던 기존 방
유니드가 전고체전지용 고체전해질 전문기업 '솔리비스'에 90억 원 규모의 지분투자를 단행했다고 25일 밝혔다. 유니드는 2021년 선행투자에 이어 이번 지분투자를 통해 2대 주주 지위를 확보하게 됐다. 유니드는 이번 투자를 계기로 차세대 먹거리 사업으로 주목받고 있는 이차전지 산업에 대한 경쟁력을 강화하고 신성장동력을 확보해갈 계획이다. 솔리비스는 전고체전지의 핵심소재인 고체전해질 분야 기업이다. 전고체전지는 가연성 액체전해질을 고체전해질로 대체한 것으로 화재안전성과 에너지밀도를 획기적으로 높일 수 있는 차세대 전지이며 전기차(EV), 무인항공기(UAV) 등 차세대 이동수단뿐만 아니라 각종 군용 장비 및 장치, 항공기와 선박용 에너지 저장 장치로서 주목받고 있다. 솔리비스는 균질하고 높은 이온전도도의 황화물계 고체전해질을 대량생산할 수 있는 '습식합성법'과, 공정비용 절감 및 기존공정 대비 합성시간을 단축해 생산성을 대폭 향상시킨 '공정변수조절 메커니즘'을 적용한 세계 최고 수준의 고체전해질 생산기술을 비롯해 국내외 75개 관련 특허 기술력을 갖추고 있다. 유니드 관계자는 "탄소중립 실현을 위한 핵심 산업으로 꼽히며, 성장 잠재력이 큰 이차전지 산업에 전략적
한국전기연구원(KERI, 이하 전기연)은 이차전지 및 나노 3D프린팅 분야 성과가 '2023년 국가연구개발 우수성과 100선'에 선정됐다고 13일 밝혔다. 전기연 이차전지연구단 하윤철 박사팀은 '불타지 않는 전고체 이차전지용 황화물계 고체전해질 저비용 대량생산 기술'로 기계·소재 분야 최우수 성과에 이름을 올렸다. 최우수는 우수성과 100선 중 12개에 부여된다. 전고체 이차전지는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 액체가 아닌 고체로 대체한 것으로, 화재나 폭발 위험성이 낮다. 그러나 액체 전해질 가격의 100배에 이르는 고가여서 전고체 이차전지의 조기 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 하윤철 박사팀이 개발한 기술은 고체 전해질을 저가로 대량 생산할 수 있는 길을 열어 전고체 이차전지 상용화에 기대를 모은다. 하윤철 박사는 "전기차의 성능 한계와 화재 이슈를 해결할 전고체 이차전지 상용화의 핵심은 바로 고체전해질의 저가격화"라며 "저희 팀의 연구성과가 관련 산업 발전은 물론 '이차전지 분야 세계 1위 대한민국' 위상을 공고화하는데 큰 역할을 할 것"이라고 말했다. 이밖에 전기연 스마트3D프린팅연구팀 설승권 박사팀의 '로봇암 기반 전방위 3D프린팅 기
2030년 성장 목표 상향…”리튬 42만t 니켈 24만t 양극재 100만t 음극재 37만t으로 매출 62조 원” 포스코홀딩스가 11일 포스코센터에서 개최된 ‘제2회 포스코그룹 이차전지소재사업 밸류데이’에서 2030년까지 총 매출액 62조 원을 달성하겠다고 밝혔다. 지난해 발표한 목표 매출에서 51% 상향됐다. 행사에는 포스코홀딩스 정기섭 전략기획총괄, 유병옥 친환경미래소재총괄, 홍영준 미래기술연구원 이차전지소재연구소장 및 국내외 기관투자가, 증권사 애널리스트 등 200여 명이 참석했다. 포스코홀딩스 정기섭 전략기획총괄은 “이차전지 산업 초기에 소재 사업 집중 투자로 글로벌 시장을 선점할 것이며, 특히 향후 3년간 그룹 전체 투자비의 46%를 이차전지 소재 사업에 집중 투자해 2026년 이후에는 본격적인 이익을 창출할 것”이라고 밝혔다. 포스코홀딩스 유병옥 친환경미래소재총괄은 “핵심원료부터 소재까지 ‘Full Value Chain 구축’, 생산능력증대와 고수익을 동시에 확보하는 ‘양적성장’, 제품 포트폴리오 확대와 기술개발의 ‘질적성장’을 통해 ‘2030 이차전지소재 글로벌 대표기업 도약’ 이라는 사업 비전을 실현하겠다”고 밝혔다. 이날 포스코홀딩스는 이차전지
높은 전도성과 내구성 동시 확보… Angew. Chem. Int. Ed. 표지논문 선정 UNIST 연구진이 친환경적 차세대 에너지원으로 주목받고 있는 수소연료전지의 효율을 혁신적으로 향상시키는 방법을 개발했다. 화학과 나명수 교수팀은 금속-유기 골격체(Metal-Organic Framework, MOF)를 이용해 고체전해질 소재를 개발했다. 이를 통해 수소연료전지에서 사용되는 고체전해질 내 수소이온의 전도성을 혁신적으로 향상시켰다. 연구팀은 수소이온을 제공함과 동시에 매개체로 사용되는 손님 분자(guest molecule) 중 산성도가 낮은 손님 분자를 “최초”로 도입했다. 연구팀은 MOF의 기공 내부에 손님 분자의 수를 증가시키는 새로운 방법론을 통해 수소이온 전도도를 향상시키는 방법을 개발했다. 수소연료전지는 수소와 산소의 화학반응으로 발생하는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 고효율·친환경 발전 장치다. 현재 주로 사용되는 양성자교환막 연료전지(Proton-Exchange Membrane Fuel Cell)는 열적, 기계적, 화학적 안정성을 가진 나피온(Nafion)을 전해질로 사용해 높은 수소이온 전도도를 구현했다. 하지만 작동하는 온도의 기점이
한국전기연구원 박준호 박사팀, 비싼 황화리튬과 첨가제가 필요 없는 ‘간단 합성법’ 개발 고체전해질을 저렴한 가격으로 대량생산할 수 있는 또 하나의 기술이 개발되어 큰 주목을 받고 있다. 한국전기연구원(이하 KERI) 이차전지연구단 박준호 박사팀이 고가의 황화리튬은 물론, 첨가제 없이 고순도의 고체전해질을 제조할 수 있는 ‘간단 합성법(One-pot)’을 개발했다고 밝혔다. 고체전해질 제조법은 고에너지 볼 밀링(ball milling) 공정을 통한 ‘건식 합성법’과 용액의 화학 반응을 활용하는 ‘습식 합성법’이 있다. 연구팀은 공정의 스케일업 및 양산화 관점에서 유리한 습식 합성법에 집중했고, 용매 내에서의 최적 합성 반응을 통해 고순도의 고체전해질을 제조하는 데 성공했다. 가장 큰 장점은 고가의 황화리튬(Li2S)을 사용하지 않아도 된다는 것이다. 황화리튬은 고제전해질 제조를 위해 투입되는 시작물질 비용의 95%를 차지할 정도로 비싸다. 또한 습식 합성과정에서 황화리튬이 미반응 불순물로 남아 셀 성능 저하의 원인이 되는 경우도 종종 발생한다. 일부 황화리튬을 사용하지 않는 합성법이 제안되기도 했지만, 고가의 첨가제를 추가로 사용해야 하고, 잔존 불순물이 발생
하윤철 박사 및 박철민 교수팀, 높은 반응온도에서의 황의 증기압 상승 난제 극복 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 하윤철 박사팀과 금오공대 신소재공학부 박철민 교수팀이 전고체전지 상용화를 앞당길 수 있는 ‘고체전해질용(아지로다이트 계열) 황화실리콘(SiS2) 저가 제조기술’을 개발했다. 전고체전지는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 액체가 아닌, 화재나 폭발 위험성이 낮은 고체로 대체한 것이다. 그러나 제조공정 및 양산화의 어려움, 높은 단가 등 상용화까지 해결해야 할 많은 과제를 안고 있어 전 세계적으로 연구개발이 활발하게 진행되고 있고, KERI에서도 여러 성과를 이뤄냈다. 이번에 하윤철 박사팀이 주목한 소재는 황화실리콘이다. 전고체전지용 고체전해질에 황화실리콘(SiS2)을 첨가하면 이온 전도도 및 수분 안정성(moisture stability)을 향상시킬 수 있다는 것은 학계에서 널리 알려진 사실이다. 하지만 황과 실리콘의 합성 과정에서 높은 반응온도가 필요하고, 이에 따른 황의 증기압이 너무 커지는 문제가 발생하는 등 황화실리콘의 제조를 위한 공정 난이도가 매우 높다. 이러한 이유로 황화실리콘은 현재 가격이 20그램(g)당 약 1
하윤철 박사팀 연구결과, JCR 상위 8% 국제 학술지 표지논문 게재 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 하윤철 박사팀이 개발한 ‘용매 치환 기반 고체전해질(황화물계) 입도 제어 기술’ 관련 연구 결과가 국제 저명 학술지에 표지논문으로 게재됐다. 전고체전지는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 ‘전해질’을 액체가 아닌, 화재나 폭발 위험성이 낮은 고체로 대체한 것이다. 고체전해질이 전고체전지에 활용되려면 입자 크기가 머리카락 굵기의 100분의 1에 해당하는 1마이크로미터 수준으로 매우 작아야 한다. 현재는 소량의 고체전해질 분말과 볼(ball)을 무극성 용매와 함께 용기에 넣고, 고속으로 장시간 회전시켜 입도를 작게 만드는 ‘습식 볼 밀링(milling)’ 방식이 활용되고 있으나 이 과정에서 이온 전도도 손실이 크게 나타나는 문제가 발생한다. 공기를 기계적으로 주입하는 ‘에어젯 밀링’ 방식도 있지만 산소에 노출되면 열화가 크게 일어나는 고체전해질의 특성 때문에 질소나 아르곤의 압축/순환/회수 등 많은 어려움이 있었다. 이를 해결하기 위해 KERI는 ‘용매 치환’이라는 방식을 활용했다. 먼저, 입도 조절이 필요한 고체전해질 분말(원료)을 알코올과 같은
포스코그룹, 올해 전고체배터리 업체 프롤로지움 지분 투자, 실리콘음극재 업체 테라테크노스 인수 등 차세대 이차전지소재 분야 사업 포트폴리오 강화 포스코그룹이 고체전해질 공장을 준공하고 차세대 이차전지 핵심 소재 선점에 나섰다. 28일 포스코그룹은 김병규 경상남도 경제부지사, 이종희 양산시의회 의장, 이정곤 양산시 부시장 및 포스코홀딩스 유병옥 친환경미래소재팀장(부사장), 이경섭 이차전지소재사업추진단장, 정관社 김태흥 사장 등 관계자 50여 명이 참석한 가운데 ‘포스코JK솔리드솔루션’ 준공식을 개최했다. 포스코홀딩스 유병옥 친환경미래소재팀장은 축사를 통해 “고체전해질 사업은 포스코그룹의 대표적인 미래 소재사업이다. 포스코JK솔리드솔루션 공장 준공을 발판 삼아 글로벌 배터리 및 완성차 회사들을 대상으로 인증을 진행하고, 생산규모를 수천 톤 급으로 확대하여 차세대 이차전지소재 시장을 선점하겠다.”고 말했다. ‘포스코JK솔리드솔루션’은 올해 2월 포스코홀딩스가 고체전해질 기술을 보유한 정관과 함께 설립한 합작법인으로, 이번 준공을 통해 연산 24톤 규모 고체전해질 생산 능력을 갖추게 되었다. 고체전해질은 ‘전고체 배터리’에 사용되는 핵심 소재로 전지의 양극과 음극
열처리 온도 200℃ 이하로 낮춰...이온 전도도 손실 및 계면 저항 문제 등 해결 한국전기연구원(KERI) 차세대전지연구센터 하윤철 박사팀이 개발한 ‘저온 소결형 고체 전해질 분말 제조 및 시트화 기술’이 기업체에 이전됐다. 전고체 전지 상용화에 큰 기여를 할 것으로 기대된다. 전고체 전지는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 액체가 아닌 고체로 대체한 차세대 배터리다. 불연성의 고체 사용으로 화재 위험이 없고, 냉각 장치 등이 따로 필요하지 않아 전지의 고용량화, 소형화, 형태 다변화 등 사용 목적에 따라 다양하게 활용이 가능하다. 전고체 전지는 고체 전해질의 효과적인 생산도 중요하지만, 무엇보다 전해질이 고체이기 때문에 전극이나 멤브레인(분리막)을 만드는 단계에서 다른 물질과의 계면 접촉이 대단히 중요하다. 소결과 같은 열처리를 통해 계면 접촉을 개선할 수 있지만, 문제는 바인더 등 전지의 일부 소재가 고온의 열에 약하다는 것이다. 특히, 높은 온도에서 잘 만들어진 고체 전해질일지라도 다른 물질(바인더, 도전재, 활물질 등)과 혼합하기 위해 아주 미세한 입자로 분쇄해야만 했고, 이는 이온 전도도 손실로 이어지곤 했다. 혼합 후에도 제한된 열처
포스코그룹이 3월 14일 경상남도 양산시에 전기차용 전고체전지 핵심소재인 고체전해질 공장 착공에 들어갔다. 착공식에는 포스코홀딩스 유병옥 친환경미래소재팀장, 이경섭 이차전지소재사업담당, 포스코JK솔리드솔루션 김태흥 대표이사 등이 참석했다. 유병옥 친환경미래소재팀장은 기념사에서 “포스코그룹은 친환경차 시장에 대응하기 위해 양·음극재 등의 생산능력 확대와 함께 차세대 배터리 소재에 대한 지속적인 투자와 기술혁신으로 이차전지소재 사업의 포트폴리오를 다변화하고 글로벌 경쟁력을 강화하겠다”고 말했다. 전고체전지는 리튬이온전지(LiB, Lithium-ion battery)의 4대 소재인 양·음극재, 전해질, 분리막 중 전해액과 분리막을 고체상태의 이온전도 물질로 대체한 차세대 전지로 2030년부터 시장이 본격 성장할 것으로 기대되고 있다. 가연성이 높은 전해액을 사용하지 않아 폭발 위험이 감소되는 등 안전성이 대폭 강화되고 에너지 밀도가 높은 양·음극재 사용이 가능해져 전기차 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있다. 포스코그룹은 지주사인 포스코홀딩스를 출범한 후 이차전지소재 사업을 7대 핵심사업 중 하나로 선정, 양·음극재 생산능력 확대와 함께 차세대 배터리 소재 시장을
KAIST(한국과학기술원)가 고무 형태의 고분자 전해질을 개발했다. 이를 전기차에 도입하면 한 번 충전으로 800km까지 주행할 수 있다. 이번 개발은 KAIST 생명화학공학과 김범준 교수 연구팀이 미국 조지아공대(Georgia Tech) 이승우 교수팀과 공동으로 연구했으며, 연구 내용은 국제 학술지 ‘네이처(Nature)’ 1월 13일에 실렸다. 배터리(이차전지)에 일반적으로 사용되는 액체전해질은 화재 및 자동차 안전사고를 일으킬 위험성을 가지고 있다. 반면, 전고체 리튬메탈전지(all-solid-state Li-metal battery)는 액체전해질이 아닌 고체전해질을 사용하기 때문에 화재 위험성을 현저히 줄일 수 있다. 또한 기존 리튬이온전지에 비해 에너지밀도가 높아 주행거리를 더 늘릴 수 있다. 고체 전해질은 크게 고분자 기반, 산화물 기반, 황화물 기반의 전해질로 나뉘는데, 현재 황화물 기반에서 가장 활발한 연구가 되고 있으나 가격이 비싸다는 단점이 있다. 고분자 기반 고체전해질은 원료가 싸고, 저온 대량생산 공정, 가벼움의 장점을 가지고 있다. 하지만 상온에서 낮은 이온전도도를 가지는 문제점이 있으며, 전지 충‧방전 시 안정성이 떨어진다. 공동 연
헬로티 이동재 기자 | DGIST 연구팀, "웨어러블 디바이스 전원용 배터리 구현에 사용 기대" 국내 연구진이 세계 최고 수준의 성능을 보인 복합고체전해질을 개발했다고 20일 밝혔다. DGIST 에너지융합연구부 김재현 책임연구원 연구팀이 개발한 복합고체전해질은 향후 폭발이나 화재의 염려가 없는 웨어러블 디바이스 전원용 배터리 구현에 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 전해질은 물 등에 녹아서 이온화하여 전기를 전달하는 물질로서 배터리의 4대 핵심소재 중 하나다. 현재 널리 쓰이고 있는 액체 전해질은 분리막에 의해 음극과 양극이 나뉘는 구조다. 이 때문에 변형이나 외부 충격으로 분리막이 훼손되면 액체 전해질이 흐르고, 양극 물질이 만나 기화되면서 과열 또는 폭발사고로 이어지는 위험성이 존재한다. 이러한 액체전해질을 고체전해질로 대체하게 되면 화재 및 폭발의 위험성을 방지할 수 있게 된다. 또한 분리막도 필요 없어지고 전체적인 배터리의 부피도 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나 고체전해질은 액체에 비해 전도도가 훨씬 떨어져 이를 보완하기 위한 연구가 필요한 실정이었다. 김재현 책임연구원 연구팀은 폴리머에 SiO2와 Al2O3로 주 골격을 형성하는 다공성 YNa 제
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