국내 연구진이 방사선 기술을 이용해 안전하고, 경제적인 반고체 배터리 생산 공정을 개발했다.

한국원자력연구원 최은영 박사팀은 전자빔을 이용해 반고체 배터리를 한 번에 대량 생산하는 ‘원팟(one-pot)’ 신기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

전기차나 휴대전화 등에 흔히 사용되는 리튬이온 배터리는 현대인의 일상에서 필수적인 에너지 저장 장치로 자리 잡았다. 그러나 리튬이온 배터리의 액체 전해질은 인화성 물질로 화재나 폭발의 위험이 있어 전 세계적으로 액체를 포함하지 않는 배터리 개발 경쟁이 치열하다.

연구진은 전자빔 이용 기술의 경제성을 높이기 위해 대량 생산을 위한 공정 개발에 주목했다. 먼저 전자빔을 조사할 때 배터리 내부 재료들이 받는 영향을 각각 분석해 최적의 조사선량을 도출했다. 기존 상용화된 액체 전해질의 파우치형 배터리를 쌓아 올려 최적화된 선량만큼 전자빔을 조사해 한 번에 대량 생산이 가능한 ‘원팟(one-pot)’ 공정을 개발했다.

특히 전자빔은 조사 시간이 수 분 이내로 짧아 컨베이어 벨트 방식으로 빠르게 대량 생산이 가능하다. 연구진은 향후 이번 기술을 고용량 배터리 생산에 확대 적용하고, 상용화를 위한 공정 최적화를 진행할 예정이다.

주한규 원장은 “이번 성과는 방사선의 무한한 응용 분야 중 하나”라며 “차세대 배터리 제조 산업에서 대체 불가한 방사선 강점 기술의 활용도와 위상을 높여나갈 것”이라고 말했다.

이재영 기자 now@ggilbo.com