왼쪽부터 씨아이에스 김수하 대표이사, KETI 김영삼 원장이 기술이전 계약을 체결하고 기념촬영을 하고 있다

씨아이에스가 21일 한국전자기술연구원(KETI, 이하 KETI)과 전고체전지 핵심소재인 고체전해질 특성 향상에 관한 기술이전 계약을 체결했다.

씨아이에스는 KETI로부터 전고체전지에 활용되는 황화물계 고체전해질 소재 기술을 이전받기로 했다. 이번 계약을 통해 높은 이온전도율을 가지면서도 대기 안정성은 크게 향상된 고체전해질 제조 기술을 확보하게 됐다.

씨아이에스는 2017년 4월 산업통상자원부 소재부품기술개발사업의 ‘0.8mS/cm급 고이온전도체막 및 대면적 셀 구현을 위한 고안전성 에너지저장 소자용 무기계 고체전해질 소재 기술 개발’ 과제의 주관기관을 맡아 소재 개발에 착수한 바 있다. 주관기관 씨아이에스는 고체전해질 양산화 공정개발, 참여기관 KETI는 신규 소재 기술 개발을 맡았다.

황화물계 고체전해질은 수분에 민감해 제작 공정 환경이 매우 엄격하게 관리돼 이슬점이 낮은 수퍼드라이룸이나 비활성기체로 이뤄진 글러브 박스 등에서 주로 제작됐다. KETI는 제조공정 환경 개선을 위한 연구를 통해 고이온전도가 가능하고 황화수소 가스 발생량을 1/4 수준으로 줄여 대기 안정성을 높인 고체전해질 조성에 성공해 제작 공정의 개선 가능성을 높였다.

씨아이에스는 고체전해질 양산화를 위한 공정 개발을 추진해 왔다. 4월 산업통상자원부 과제인 ‘세라믹 이차전지용 7mAh/cm2급 고에너지밀도 전극 극판 제조용 복합 소재 및 전극 부품 제조기술 개발’의 주관기업을 맡아 전고체전지 전극 공정 및 공정 장비를 개발하고 있다. 또한 ‘50 cm2 이상급 전고체전지 셀 제조장비 개발’ 사업에 참여해 전고체전지 조립설비 개발을 시작한 바 있다.

김수하 대표이사는 “이번 협약으로 대기 안정성이 크게 향상된 자체 조성의 고체전해질 기술을 확보하게 됐으며 이를 바탕으로 현재 월 70kg의 고체전해질 생산량을 2021년까지 2배 이상 끌어올릴 것”이라며 “향후 전고체전지 시장 확대에 발맞춰 고체전해질 생산을 위한 자동화 생산라인의 설계 및 구축에 더욱 집중할 계획”이라고 말했다.

한편 전고체전지는 리튬이차전지에 비해 에너지밀도가 두 배 이상 높으면서도 화재의 위험이 없어 전기차용 대형 전지에 적용할 수 있는 최적의 기술로 평가받고 있다. 특히 고용량 대형 전지 제조에 적합한 소재로 알려진 황화물계 고체전해질은 향후 전기차 전지 시장의 핵심 소재로 자리 잡을 것으로 전망된다.