2차 전지 전해액은 양극과 음극, 분리막 등과 함께 2차 전지를 구성하는 핵심소재다. 전해액은 전지 내부의 양극과 음극 사이에서 리튬이온이 이동할 수 있도록 매개체 역할을 하며, 첨가제는 전해액의 성능을 극대화 하는 용도로 쓰인다.
고기능 첨가제를 통한 전해액의 성능 개선은 2차 전지의 수명이나 안전성, 출력, 안정성 향상과 직결된다는 점에서 중요성이 높아지고 있다.
SK케미칼은 2012년 ‘2차 전지용 소재개발 프로젝트’ 전담 조직을 구성하고 연구 개발에 착수한 이후 4년 만에 기존 제품 대비 우수한 성능을 지닌 고기능 첨가제의 자체 합성에 성공했다.
전해액 첨가제는 특허가 만료된 범용 첨가제와 자체 특허를 바탕으로 차별화된 성능을 구현하는 고기능 첨가제로 나뉘는데, 고기능 첨가제의 경우 지금까지 미국, 일본 등 3~4개 업체가 시장을 독점하고 있다.
일부 국내 업체가 해외에서 원료를 수입해 범용 첨가제를 가공ㆍ합성ㆍ판매 한 경우는 있었지만, 국내 업체가 자체 특허 기술을 바탕으로 고기능성 첨가제를 개발한 것은 이번이 처음이다.
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| SK케미칼이 국내 최초로 자체 기술을 적용한 고기능성 2차 전지 전해액 첨가제 개발에 성공했다. SK케미칼 연구원이 R&D 프로세스를 점검하고 있다. |
SK케미칼이 자체 평가설비를 활용해 기존 고기능 첨가제와 비교 테스트를 진행한 결과 SK케미칼이 개발한 첨가제는 기존 제품보다 최대 27% 높은 용량 회복율과 20% 낮은 내부저항 수치를 나타냈다.
용량 회복율은 일정 기간 방치한 2차 전지를 충전ㆍ방전했을 때의 2차 전지 회복용량 지표로, 이 수치가 높을 수록 2차 전지의 수명이 길어진다. 내부저항은 출력에 직결되는 수치로, 낮을수록 높은 출력을 얻을 수 있다.
SK케미칼은 개발이 완료된 첨가제 물질을 기반으로 2차 전지 소재 시장 공략을 본격화 할 방침이다.
SK케미칼 김종량 화학연구소장은 “전세계 2차 전지 첨가제 시장은 2015년 약 2000억원에 불과하지만, 전기차용 2차 전지 시장의 성장에 따라 2020년 시장규모는 4배 가량 증가할 것으로 전망된다”며 “국내외 2차 전지 제조사와 협력을 통해 2차 전지 소재를 성장동력으로 육성하겠다”고 말했다.
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