정부, K-배터리 R&D 4000억원 신설…나트륨·전고체 집중

전고체 배터리

solid-state battery

전고체 배터리는 리튬이온 배터리에서 이온이 이동하는 통로인 액체 전해질을 고체 전해질로 바꾼 배터리다. 액체 전해질은 가연성 유기용매를 쓰기 때문에 내부 단락이나 과열 시 발화 위험이 있는데, 고체 전해질은 타지 않는 소재를 써서 이 위험을 구조적으로 줄이는 것을 목표로 한다. 또한 고체 전해질이 리튬 덴드라이트(충전 중 음극 표면에 바늘처럼 자라는 리튬 결정)를 물리적으로 막아주면, 흑연 대신 리튬금속 음극을 쓸 수 있어 에너지밀도를 높일 여지가 생긴다. 고체 전해질은 황화물계·산화물계·고분자계로 나뉘며, 각각 이온전도도, 대기 중 안정성, 가공 난이도에서 서로 다른 장단점을 가진다. 현재는 전극과 고체 전해질 사이 계면 저항, 충방전 시 부피 변화에 따른 접촉 유지, 대면적 양산 공정이 상용화의 주요 과제로 꼽힌다.