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주요동향

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삼성전자, 차세대 소재 활용한 배터리 기술 개발 성공 원문보기 1

  • 국가 기타
  • 생성기관 조선일보
  • 주제분류 핵심R&D분야
  • 원문발표일 2018-01-12
  • 등록일 2018-01-15
  • 권호 110

□ 배터리 업체, 제품을 만드는 소재를 광물 단계부터 확보하기 위해 주력


○ 최근 전기차 확산으로 인해 이차전지를 만드는 데 사용되는 광물 가격이 상승하고 있어 배터리 업계의 수익성을 위협


 - 런던광물거래소에서 니켈과 코발트는 각각 톤(t)당 1만 1,600달러와 6만 4,500달러에 거래(11.27)


 - 6개월 동안 니켈, 코발트, 리튬 가격은 각각 28.5%, 14.6%, 25% 상승


  ※ 양극재를 만드는 광물인 니켈, 코발트, 망간은 ▲광물 채굴(원소재) ▲황산화(원소재 가공) ▲중간소재 제조(전구체) ▲소재

      제조(활물질) 등 4개 단계를 거쳐 배터리업체에 공급


○ 리튬 및 코발트 가격 급등과 공급 부족 우려가 대두되면서 국내 배터리 업계는 약점으로 지적돼온 ‘소재’를 확보하기 위해

    활발한 움직임


 - (LG화학) ‘16.10월 GS이엠으로부터 양극재 전구체 생산 사업을 550억 원에 인수한 데 이어 11.8일 켐코에 10억 원을 투자하고

    지분 10%를 확보


  ※ 켐코는 비철광물업체인 고려아연 자회사로 ‘18.3월부터 황산니켈을 생산할 계획


 - (삼성SDI) 칠레 생산진흥청(CORFO)이 진행하고 있는 리튬광산 개발 사업 입찰에 참여했으며 결과는 ‘18.1월에 나올 예정


 - (포스코그룹) 전기차를 미래 먹거리 중 하나로 선정하며 ‘17.2월 국내 최초로 광양제철소에 연산 2,500톤의 탄산리튬 공장을

     준공


  ※ 지금은 폐 이차전지 재활용업체로부터 탄산리튬의 원료인 인산리튬을 공급받고 있지만, 향후 염호(소금호수)를 확보해 리튬

      추출 기술을 상업화할 계획


 - 이 외 포스코켐텍은 음극재를, 포스코ESM은 양극재를 각각 생산하고 있는 상황

 
□ 최근 삼성전자, ‘그래핀볼’ 기술 개발에 성공…음극재 소재의 국산화 기대


○ 삼성전자 종합기술원은 이차전지 음극재 소재로 쓰일 수 있는 ‘그래핀볼(Graphene Balls)’을 세계 최초로 개발(11.27)

 
  ※ 현재 음극재 소재로 사용되는 인조흑연은 거의 전량 일본으로부터 수입해 오는 상황


 - 삼성전자 종합기술원의 연구팀은 그래핀을 배터리에 적용하는 방법을 찾다가, 실리카(SiO2)를 이용해 그래핀*을 마치 팝콘

   모양 같은 3차원 입체 형태로 대량 합성하는 매커니즘을 규명


  * 그래핀은 흑연에서 나노미터(nm) 단위로 벗겨낸 얇은 탄소 원자막으로, 물리·화학적 안정도가 높아 배터리와 디스플레이

    등에서 신소재로 각광


 - 이렇게 만들어진 그래핀 볼을 리튬이온전지의 양극 보호막과 음극 소재로 적용해본 결과 충전 용량은 45% 향상됐으며 충전

   시간은 1시간→12분으로 단축


 - 특히 전기차용 배터리에 요구되는 온도 기준인 60℃까지 안정성이 유지돼 5년 이내 휴대전화와 전기차 등에 적용될 것으로

   전망 


< 그래핀볼 모습 및 특징 >

 


완전 충전에 걸리는

시간

12

(기존 리튬이온 배터리는

1시간)

80% 충전에 걸리는

시간

8

충전용량

기존 대비 45% 향상

목표

60까지 안정성 유지해

전기차 배터리 요구 수준

달성

 (가) 그래핀볼 소재 확대 모습

 (나) 그래핀볼 배터리 특징


※ 자료 : 언론 자료 정리

 


차세대 소재로 각광받는 ‘그래핀’, 새로운 기술 돌파구로 활용 기대


○ 최근 급격히 성장하는 ICT 기기와 전기자동차, 드론 시장 확대에 맞춰 이차전지 기술 및 소재 확보는 미래 산업의 견인차 역할을

    할 수 있는 원동력이 될 것으로 기대


○ 이번 그래핀볼 개발로 다기능 고결정 그래핀 복합 소재를 값싸게 대량으로 합성할 수 있게 하는 동시에 리튬이온전지의 여러

    특성이 크게 향상된 바, 지속적으로 발전시킬 수 있도록 노력 경주

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