정부 ‘슈퍼을 프로젝트’ 참여기업·연구기관 협력

황화리튬 받아 고체전해질 제조…셀 업체가 검증

연산 40톤 파일럿 플랜트 운영 중

2027년 황화물계 전고체 배터리 상용화 목표

에코프로비엠이 3월 인터배터리에서 공개한 전고체 배터리 풀 밸류체인 공급망 개념도 [에코프로비엠 제공]
에코프로비엠이 3월 인터배터리에서 공개한 전고체 배터리 풀 밸류체인 공급망 개념도 [에코프로비엠 제공]

[헤럴드경제=정경수 기자] 에코프로비엠이 원료부터 핵심 소재, 배터리 셀까지 국내 기업·연구기관을 연결하는 ‘전고체 원팀’을 꾸렸다. 현재 연산 40톤 규모의 황화물계 고체전해질 파일럿 설비를 가동하고 있는 가운데, 실제 대량생산에 필요한 공정 기술을 확보해 2027년 전고체 배터리 상용화를 뒷받침한다는 목표다.

에코프로비엠은 지난 26일 경기 지역에서 산업통상부의 ‘슈퍼을 프로젝트’ 참여 기업 및 연구기관과 킥오프 미팅을 열고 공동 연구개발에 착수했다고 31일 밝혔다.

슈퍼을 프로젝트는 세계 최고·최초 수준의 기술력을 갖춘 소재·부품·장비 기업을 육성하기 위해 정부가 추진하는 연구개발(R&D) 지원 사업이다. 산업통상부는 이달 초 에코프로비엠을 포함한 5개사를 관련 기업으로 선정했다.

이번 프로젝트의 핵심은 전고체 배터리 개발에 필요한 원료-소재-셀을 하나의 개발 체계로 연결하는 것이다. 에코프로비엠이 프로젝트를 주관하고 한국전자기술연구원(KETI), 한국과학기술연구원(KIST), 포항공대(POSTECH), 한양대 등이 참여한다.

전고체 배터리는 현재 리튬이온 배터리에 쓰이는 액체 전해질을 고체로 바꾼 차세대 배터리다. 높은 에너지 밀도와 안전성이 장점으로 꼽혀 전기차뿐 아니라 작은 공간에 많은 에너지를 저장해야 하는 휴머노이드 로봇 등으로 활용처가 확대될 가능성이 있다.

에코프로비엠이 맡은 분야는 황화물계 고체전해질이다. 외부 원료 업체에서 고순도 황화리튬(Li2S)을 공급받아 고체전해질을 제조하고, 이를 대량생산할 수 있는 공정 기술을 개발한다.

실험실 수준의 소재 성능을 실제 양산 단계까지 끌어올리는 게 관건이다. 에코프로비엠은 결정의 형태를 일정하게 만들고 불순물을 제거하는 동시에 입자 크기를 균일하게 유지하는 등 양산 과정에서 발생할 수 있는 공정 변수를 제어하는 기술을 개발할 계획이다.

만들어진 고체전해질은 국내 배터리 업체에 전달된다. 셀 업체가 이를 실제 전고체 배터리 셀에 적용해 성능과 안정성을 시험하는 방식이다. 소재 개발과 셀 검증을 동시에 진행해 상용화까지 걸리는 시간을 줄인다는 구상이다.

에코프로비엠은 이미 연간 40톤 규모의 황화물계 고체전해질 파일럿 플랜트를 운영하고 있다. 앞으로 파일럿 공정에서 확보한 기술을 대량생산 체계로 옮기고 제조비용을 낮추는 작업에 집중할 예정이다.

전고체 배터리는 배터리 업계가 차세대 성장동력으로 꼽는 분야지만 아직 풀어야 할 과제도 많다. 고체전해질의 높은 가격과 대량생산 기술, 셀 내부 계면 안정성 등이 대표적이다. 결국 소재 성능뿐 아니라 얼마나 싸고 균일하게 대량생산할 수 있느냐가 상용화 시점을 좌우할 것으로 전망된다.

에코프로비엠은 국내 배터리 셀 업체들과 개발 일정을 공유하며 2027년 황화물계 전고체 배터리의 조기 상용화를 추진한다는 계획이다.

정현수 에코프로비엠 미래기술담당장은 “파일럿 단계의 성공을 바탕으로 대량 양산 공정을 최적화해 제조 단가를 낮추겠다”며 “차별화된 공정 기술을 고도화해 셀 업체들의 전고체 배터리 상용화를 차질 없이 뒷받침할 것”이라고 말했다.


kwater@heraldcorp.com