▲왼쪽부터 안현석 책임연구원, 손범석 부장, 신재욱 과장.

전기차·휴대폰 배터리로 활용되는 리튬이차전지는 전기에너지를 화학에너지로 바꿔 모아뒀다가 필요할 때 전기를 발생시키는 이차전지다. 음극에 저장돼 있던 리튬 원자가 양이온과 전자로 분리되고, 리튬 원자에서 분리된 전자가 연결된 배선을 따라 이동하면서 필요한 전자기기에 전기를 공급한다. 이 과정에서 리튬 이온이 이동하는 길의 역할을 하는 것이 '전해액'이다. 전해액은 전자와 분리된 리튬 이온이 전기를 생산하는 과정에서는 양극으로, 충전되는 과정에서는 음극으로 이동하게 해 준다. 전해액에는 전반적인 전지 성능을 향상시키는 첨가제도 함께 들어가는데 지금까지 전해액 첨가제 시장은 일본이 사실상 독점해왔다. 

동화일렉트로라이트는 일본의 핵심첨가제를 대체하기 위한 용도로 'PA800'을 개발했다. PA800은 이차전지의 충·방전 시 전극 표면에 SEI 피막을 형성해 전극 내부 구조의 안정성을 향상시켜 전지의 수명과 출력, 온도별 특성을 개선시키는 역할을 한다. SEI 피막이란 전지를 충·방전할 때 전극재 표면에 생기는 얇은 막을 말한다. 배터리 충·방전 시 배터리 내 리튬 이온이 이동하게 되고 그 과정에서 전해질에 있는 첨가제가 전기분해하며 생기는 화학 반응을 통해 전극재에 고체막이 생긴다. SEI는 리튬 이온이 이동하는 통로인 전해질의 추가 분해 반응을 억제하고 리튬 이온만 전해질을 통해 이동할 수 있도록 만들어준다. PA800은 리튬이차전지 내 전극 표면에서 환원분해를 통해 3중 보호막을 생성해 전지의 특성인 열화를 억제하는 신기술이다. 또한 기존의 수입 첨가제 절반의 양으로도 전지의 수명과 안정성 등의 성능을 향상시킨다. 원가 역시 15% 이상 절감했다. 국내에서 중대형 리튬이차전지용 전해액의 핵심 첨가제 개발과 양산화에 성공한 것은 동화일렉트로라이트가 처음이다. 

2020년 개발을 완료한 PA800은 2022년 현재 국내외 배터리 시양산 공급량이 늘어나며 매출 120억원을 기대 중이다. 2023년 이후 전기차 시장 성장세를 감안하면 매년 20억달러(약 2조6500억원)의 추가 매출 발생도 기대할 수 있다는 게 회사 측 설명이다. 




■ 주최 : 과학기술정보통신부 

■ 주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회 

[이새봄 기자]
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