롯데케미칼, 차세대 배터리용 분리막 코팅소재 기술 개발

▲롯데케미칼 고분자계 고체전해질 기반 분리막 코팅소재가 적용된 리튬메탈배터리 (제공=롯데케미칼)

롯데케미칼은 차세대 반고체·전고체 리튬메탈배터리에 사용되는 리튬메탈음극재의 불안정성을 해결하기 위한 고분자계 고체전해질 기반 ‘분리막 코팅소재 제조 기술’을 국내 최초로 개발하고 국내 특허 출원을 완료했다고 28일 밝혔다.

리튬이온의 흐름성을 개선하는 기능성 소재를 리튬메탈배터리 분리막에 코팅해 ‘덴드라이트’ 현상을 억제하고 내구성을 개선하는 것이 핵심이다. 덴드라이트는 음극 표면에서 리튬이 나뭇가지 모양으로 결정화되는 것으로, 배터리 효율과 안정성을 저하시키는 요인으로 꼽힌다.

이번에 개발된 기술은 리튬메탈음극재의 장기 안정성과 내구성을 확보할 수 있으며, 500사이클에서 90% 이상의 용량보존율을 보여 기존 코팅이 없는 분리막 대비 약 30% 이상의 내구성 향상 효과를 기대할 수 있다. 기존 리튬이온배터리에 적용되는 제조설비를 사용할 수 있어 투자비도 절감된다.

롯데케미칼은 2021년 미국의 리튬메탈음극재 개발 스타트업 ‘소일렉트(SOELECT)’에 지분을 투자하고 공동연구개발(JDA)을 체결한 이후 2년여간 공동연구를 거쳐 이 기술을 개발했다.

롯데케미칼은 현재 국내외 리튬메탈배터리 연관 업체, 대학 등과 기술 적용을 위한 테스트를 진행 중이다. 전문 연구기관들과 추가 협력 관계를 구축해 리튬메탈배터리의 상용화를 앞당기겠다는 계획이다.

황민재 종합기술원장은 “롯데케미칼이 가진 미래소재기술을 통해 배터리 핵심 기술을 신속히 확보함으로써 글로벌 배터리 소재 시장을 적극 공략하고 관련 시장을 선도해 나가겠다”고 말했다.

조성진 소일렉트 대표이사는 “이번 롯데케미칼과의 공동개발을 통해서 고용량 리튬메탈음극재의 수명특성 향상을 위한 고분자형 전해질과 이를 응용한 소재 및 공정 기술을 개발했고, 앞으로 다양한 협력을 통해서 고안정성 리튬메탈배터리 상용화에 속도를 내겠다”고 했다.

한편 롯데케미칼은 지난해 ‘전지소재사업단’을 신설하고 배터리 소재 사업을 본격적으로 추진하고 있다. 하반기에는 대산공장 내 전기차 배터리용 전해액 유기 용매인 고순도 에틸렌카보네이트(EC)와 디메틸카보네이트(DMC) 생산 시설의 기계적 준공을 앞두고 있다. 향후 전기차-배터리–소재로 이어지는 글로벌 공급망의 핵심 회사로 성장하겠다는 목표다.