한번 충전으로 열흘까지 사용가능한 국산 핸드폰 배터리가 나올 전망이다.
㈜EG는 지난 25일 건식 분쇄방식으로 리튬이온전지용 비탄소계 음극재인 실리콘 나노급 입도제어에 성공해 평가기관으로부터 방전용량 3,250mAh/g, 초기효율 89.5%의 우수한 결과를 얻었다고 밝혔다.
나노급 실리콘 음극재의 용량은 현재 상용화된 음극재인 흑연(372mAh/g, 이론용량)의 약 10배이다. EG 측은 “동일한 소재의 양극재를 사용해 전지를 제작할 경우 10배 이상 오래 쓸 수 있다”며 “흑연을 음극재로 만든 핸드폰을 충전 없이 하루 사용가능하다면, 나노급 실리콘 음극재를 사용한 핸드폰은 약 열흘간 사용할 수 있다”라고 설명했다.
기존의 실리콘 음극재료는 높은 충전용량을 보이지만 초기효율이 낮아 실제 방전용량이 낮은 수준이거나, 나노크기의 값비싼 실리콘을 사용해 생산성이 떨어진다는 단점이 있었다.
이를 보완하고자 EG는 실리콘 입도제어에 기존의 습식 분쇄방식이 아닌 건식 분쇄방식을 사용해 전지특성을 높이는 연구를 진행해 생산 단가를 낮추고, 시간을 단축시키는 결과를 얻어냈다. 또한 이 공정은 염산 등을 사용하지 않아 폐수의 발생이 전혀 없는 친환경적인 장점이 있다.
EG 관계자는 “지난 2010년부터 확충된 전문 연구인력을 통해 얻은 이번 결과를 바탕으로 올해 말까지 세계적 권위의 학술지(SCI)에 논문을 개제하고, 한국과 미국의 특허출원을 동시에 준비해 2015년 취득 예정”이라며 “연구개발완료 시점인 2017년 이전에 상용화를 계획 중이고, 향후 관련 산업의 성장성이 큰 만큼 연구개발에 박차를 가해 음극재의 국산화율을 10%이상으로 끌어 올려 관련시장을 주도하겠다”라고 밝혔다.
한편 전기자동차 및 에너지저장장치에 사용되는 리튬이온전지의 세계시장 규모는 2014년 23.1조원에서 2017년 37.7조원, 2020년 64조원으로 빠르게 성장할 것으로 전망하고 있다. 그러나, 현재 리튬이온전지의 핵심소재인 음극재의 국산화율은 1% 남짓에 불과하다.
