후발주자 SK온 저력…'꿈의 배터리'에 성큼

SK온이 ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리에 관해 연구한 결과물이 국제 학술지에 연달아 게재됐다고 13일 발표했다. 국내 3사 가운데선 후발주자지만, 꾸준한 연구개발(R&D) 투자로 제조 공정과 소재 혁신을 이뤄 차세대 배터리 경쟁력을 키우겠다는 목표다.

SK온은 고분자-산화물 복합 전고체, 황화물계 전고체 등 두 종류를 개발 중이다. 각각 2027년, 2029년 시제품을 생산할 계획이다. 액체 전해질을 고체로 대체한 전고체 배터리는 에너지 밀도와 안정성을 크게 높여 전기차·배터리 시장의 ‘게임 체인저’로 꼽힌다.

전고체 소재는 황화물계, 산화물계, 고분자계로 나뉜다. 이 가운데 산화물계 소재는 1000도 이상에서 10시간 이상 열처리 공정을 거쳐야 한다. 그만큼 제조 원가가 높고, 재료가 갑자기 파괴되는 것이 약점으로 꼽힌다.

SK온은 광소결을 이용해 산화물계 소재의 약점을 극복할 수 있는 전고체 배터리를 개발하고 있다. 강한 빛 에너지를 가해 입자의 결합을 촉진하는 광소결 기술은 통상 인쇄 회로 기판 공정에 쓰인다. SK온은 김진호 한국세라믹기술원 박사 연구팀과 함께 광소결 기술을 배터리 제조에 활용할 수 있는 방법을 연구 중이다.

황화물계 전고체 배터리는 양극재에 망간 비중을 높인 LMRO를 적용하는 방식이다. 이규태 서울대 교수 연구팀과 공동으로 개발 중이다. 니켈, 코발트 비중을 줄일 수 있어 비용 면에서도 유리한 기술이다.

SK온은 대전 배터리연구원에 건설 중인 차세대 배터리 파일럿 플랜트를 올 하반기 완공해 미래 시장 선점에 본격 나설 예정이다. 박기수 SK온 R&D본부장은 “차세대 배터리 분야를 선도하기 위해 연구개발에 더욱 매진하겠다”고 말했다.

김형규 기자 khk@hankyung.com