대주전자재료, IR52 장영실상 수상

왼쪽부터 박경현 차장, 오성민 부사장, 김기영 수석연구원.(자료제공: 한국산업기술진흥협회)

리튬이차전지용 실리콘산화물 음극재를 개발한 대주전자재료가 2021년 21주 차 IR52 장영실상을 받았다.
리튬이차전지용 실리콘산화물 음극재는 기존 흑연 음극재보다 탁월하게 큰 충·방전 용량을 갖고 있는 소재다. 이는 이차전지의 에너지 밀도를 비약적으로 향상시킬 수 있다. 대주전자재료가 개발한 실리콘산화물 음극재는 전기차의 주행거리를 늘리고 충전 속도를 빠르게 할 수 있다. 또 모바일 기기, 노트북, 드론 등에도 적용될 수 있다.
전기차는 1회 충전으로 주행할 수 있는 거리가 짧고 충전하는 데 시간이 오래 걸린다. 이를 해결하기 위해 흑연 음극재보다 용량이 몇 배 많은 고용량 실리콘산화물 음극재에 관심이 집중되고 있다. 단 실리콘산화물 음극재를 제조하기 위해선 새로운 공법인 ´기상합성공정´을 사용해야 하는데 제품화까지 이어진 사례가 적어 어려움이 있었다. 대주전자재료는 금속 및 세라믹 나노소재 합성을 위한 기상합성공정 기술을 개발했던 경험을 실리콘산화물 음극재 공정에 응용해 기존 실리콘 계열 음극재가 가졌던 단점들을 해결했다. 이를 통해 80~82% 정도의 충·방전 효율을 갖춘 배터리를 제품화했다. 실리콘산화물 음극재는 실리콘 분말의 크기가 작다. 실리콘·카본 음극재는 평균 70~100㎚ 크기의 실리콘 분말을 흑연과 혼합해 만들어지지만 실리콘산화물 음극재 분말은 10㎚도 되지 않는다. 이 덕분에 팽창과 수축에 따른 부작용이 적다. 또 마그네슘을 더해 75%에 불과했던 실리콘산화물 음극재의 충·방전 효율도 끌어올렸다. 대주전자재료는 세계 최초로 실리콘산화물 음극재를 전기차용 파우치셀에 적용했다.
IR52 장영실상의 ‘IR´은 Industrial Research의 약자로 기업의 연구성과를 발굴한다는 의미를 담고 있으며, ’52‘는 1년 52주 동안 매주 1개 제품씩을 시상하는 원칙을 나타낸다. ‘장영실’은 우리나라 대표 과학자의 이름을 따서 신제품개발에 공헌한 연구개발자들의 노고를 기리기 위한 것이다.