신혁신 K배터리 대한민국 세계 로 도약

안녕하세요 복덕원만 입니다
정부는  K배터리 발전 전략을 전격 발표했습니다

여기서는 한국을 대표하는 세계적인 배터리 기업인 LG화학과 삼성sdi sk 에너지 설루션은 물론 소재 부품 장비 기업들이 오는 2030년까지 40조 원을 투자하는 내용이 포함되어 있습니다

정부는 기업들의 투자 활동에 대해 최대 50%의 파격적인 세액 공제 혜택을 주고 연 개발 활동을 적극 지원함으로써 오는 2030년까지 2차 전지 산업에서 166조 원의 매출액 달성을 목표로 설정했는데 이렇게  2차 전지는 지난해 991억 달러 수출을 달성한 반도체
뛰어넘는 대한민국 대표 산업으로 도약할 가능성도 커지게 됩니다.


세계 최고를 자랑하는 K 배터리의 위상은 결코 우리끼리 만들었으며 스스로 뿌듯하려고 생겨난 단어가 아닙니다.

우리나라는 전 세계 최초로 2차 전지 핵심 소재인 실리콘 음극재 상용화에 성공한 바 있습니다

흑연으로 만드는 일반 응급 제보다 그램당 용량을 4배 이상 높일 수 있는 실리콘 음극재 상용화의 주인공은 한국의 소재 기업인 대주전자재료인데요

이 기업에서 만든 실리콘 음극재는 폭스바겐 그룹의 고급 브랜드인 포르쉐의 전기차 모델 타이 칸에 탑재됐습니다

그런데 이번엔 대한민국 연구진이 실리콘의 그래핀을 첨가한 차세대 음극재 개발에 성공하면서 다시 한 번 상용화를 눈앞에 두고 있다는 소식입니다.

정부 출연 연구기관인 한국전기연구원이 배터리의 성능을 끌어올려 전기차의 주행거리를 20% 이상 늘리면서도 제조 원가를 낮춰 가격 경쟁력을 높인 고용량 리튬.
이온 전지용 복합 음극재 기술이 곧 상용화될 것으로 전해졌습니다

그 기술의 핵심은 바로 그래핀입니다 기존 2차 전지 음극 제의 주성분은 흑연입니다

그래핀 주 성분도 흑연이지만 그래핀은 탄소 원자들이 덩어리가 아닌 2차원 평면 상태를 구성하고 있는 것이 특징 그래서 그래핀  탄소 원자 한 개 두깨인 0.2나노미터에 불과합니다

500만 분의 1밀리미터에 불과할 만큼 얇지만 강철보다 200배 이상 강도가 높고 전선에
주 재료인 구리보다 100배가량 전기가 잘 통하는 꿈의 신소재로 불리고 있습니다

하지만 아직 그래핀을 대량 생산할 수 있는 상용화 기술은 나오지 않은 상황인데요.

흑연으로 만든 음극재보다 단위 용량을 4배 이상 높일 수 있는.
실리콘 음극재를 최초로 상용화시켰던 주인공은 대한민국입니다.

하지만 실리콘으로 만든 음극재는 치명적인 단점이 있는데요 배터리를 충전하고 방전하는 과정에서
리큐 미온이 음극재를 드나들 때 부피의 변화 폭이 흑연보다 3배나 크다는 겁니다

이렇게 되면 실리콘 입자가 부서지며 불안정한 상태로 변하기 쉬워지고 결국에는 배터리의 성능이 급격히 저하될 수밖에 없습니다.

그래서 한국전기연구원은 실리콘을 보호하기 위해 그래핀 소재를 활용했습니다

한국전기연구원은 10여 년 전부터 그래핀 연구에 매진해 온 것으로 알려져 있습니다

한국 전기 연구원만의 특화된 산화 환원 공정을 기반으로 탄생한 그래핀 수계 분산 신혁신 기술까지 개발한 것은 물론 리튬 이온전지용 활물질 제조 공정에 이를 접목함으로써 대량 제조 공정 기술까지 이미 확보하는 데 성공했는데요

이 기술을 바탕으로 강도가 높은 그래핀 층위 실리콘 부피 팽창으로 인한 성능 감소를 억제시킬 수 있게 하면서 실리콘과 그래핀 복합 소재를 이용한 고용량
극대 제조 신혁신기술을 개발할 수 있었던 겁니다.

특히 중요한 것은 가격 경쟁력입니다

아무리 훌륭한 기술을 탄생시켜도 지나치게 많은 비용이 필요하다면 상용화를 포기할 수밖에 없기 때문입니다

하지만 이번에  한국전기연구원에서 선보인 신혁신기술은 그래핀으로 실리콘을 보호할 수 있기 때문에 기존에 값비싼 나노 실리콘 대신 가격이 저렴한 마이크론 크기의 실리콘을 쓸 수 있습니다.

게다가 고 결정성.  그래핀 분산 기술로 복합 음에 급제를 대량으로 만들어내면서 제조 원가를 낮춰 중소기업이나 중견기업도 2차 전지 산업에 뛰어들 수 있는 발판을 마련했는데요

한 단계 더 나아가 기존 리튬이차전지용 활물질 제조공정과 접목시켜 상용화까지 이어질 수 있는 대량제조 공정기술도 확보, 중소·중견 기업들도 쉽게 접근할 수 있을 정도의 뛰어난 가격경쟁력도 확보했습니다

이번 성과를 읽어낸 한국전기연구원 이건웅 박사는   실리콘 그래핀 복합 음극재 기술은 친환경 전기차 에너지 저장 시스템 방위산업 우주항공 등 다양한 분야에서 활용되는 고용량 리튬이온전지의 성능을 획기적으로 높일 수 있을 것이라면서
특히 전기차에 적용할 경우 배터리의 성능을 높여 주행 거리를 약 20% 이상 늘릴 수 있을 것이라고 전했습니다

전기차 충전 속도를 끌어올리는 실리콘 음극재에 이어 그래핀 소재 활용 기술 세계 최초 상용화를 통해 주행거리와 안정성까지 높인 대한민국의 소재 신혁신기술
덕분에 제2의 반도체라 불리는 2차 전지는 충전 속도와 용량 안정성까지 세 마리 토끼를 모두 잡고진화에 진화를 거듭하고 있습니다.

반도체가 대한민국 경제를 세계 10위권으로 끌어올렸던 것처럼 2차 전지 산업이 우리나라를 세계 5대 경제대국으로 쭉쭉 뻗어갈거라 믿습니다

복덕원만 대한민국 파이팅