고속충전 배터리 소재 ‘단결정 클러스터’ 세계 최초 양산 성공

에스엠랩, 단결정입자 대비 출력 특성 16%p 이상 개선

산업통상자원부 지정 ‘국가첨단전략기술 보유기업’ 인증

UNIST 교원창업기업인 에스엠랩(대표 조재필)이 고속 충전에 쓸 수 있는 고용량 배터리 양극소재인 ‘단결정 클러스터’의 양산에 성공해 세계가 주목하고 있다.

업계에 따르면 최근 배터리 제조사들이 개발에 각축전을 벌이고 있는 고에너지 밀도 46시리즈 원통배터리는 단결정 형태 양극 소재만이 원하는 셀 용량을 구현할 수 있다.

하지만 현재 사용 중인 4~5마이크로미터(㎛) 크기 단결정 양극재는 출력 특성이 떨어져 고속 충전 시 배터리 이론 용량만큼 완전한 충전이 어려운 것으로 알려졌다.

에스엠랩은 기존 단결정 형태 양극소재의 우수한 내구성 등은 유지하면서 출력 특성을 개선한 단결정 ‘클러스터’ 양극재를 만들었다. 2㎛ 크기의 단결정 입자 여러 개를 합성과 동시에 첨가제로 단단히 접착하는 기술이 쓰였다.

이 기술로 만든 양극 소재를 배터리셀에 적용했더니 충전 시간을 60분에서 15분으로 줄였을 때도 이론 용량의 86% 이상까지 충전된 것으로 나타났다.

반면 일반 단결정 소재는 70%의 셀 용량 유지율을 보였다. 또 고온의 압연공정에서도 단결정 입자 하나처럼 우수한 물리적 특성을 보여 잘 부서지지 않았고 단결정 소재로 고온 내구성도 뛰어났다.

에스엠랩은 이 소재의 양산 검증을 마쳐 현재 ㈜금양에 4695 사이즈 원통형 전지 소재로 공급하고 있다.

에스엠랩은 이 기술로 산업통상자원부 국가첨단전략기술 보유 기업으로 인증받았다고 소개했다.

조재필 대표는 “국가첨단전략기술 보유 인증으로 회사의 기술개발 역량 강화와 사업 확대에 매우 큰 동력을 확보했다”며 ”국가가 주요 차세대 기술로 지정한 만큼 유관기관과 협력해 기술유출이 발생하지 않도록 핵심인력 관리와 기술보안 역량을 최고 수준으로 관리할 계획”이라고 말했다.

국가첨단전략기술은 2022년 제정된 ‘국가첨단전략산업 경쟁력 강화 및 보호에 관한 특별조치법’에 따라 이차전지 3개 기술을 포함한 17개 기술로 구체화됐고 양산을 목적으로 개발되거나 양산에 사용되는 기술을 의미한다.

에스엠랩은 제1, 2공장 (년 생산량은 1만800t)에 이어 2024년 2분기 내 제3공장(3만t/년) 착공이 예정돼 있어 사세 확장에 속도가 붙을 전망이다.

이 회사는 배터리 분야의 세계적인 석학인 조재필 UNIST 에너지화학공학과 교수가 2018년 창업한 기업으로 지난해 10월 시리즈 D 투자(1300억원)를 받으며 누적 투자유치금 2390억을 기록했고 연내 코스닥 상장을 준비 중이다.

영남취재본부 김용우 기자 kimpro7777@asiae.co.kr