2일 오전 김태경 SK온 차세대배터리실 실장은 충북 청주 오스코에서 열린 '배터리 인사이트 컨퍼런스 2025'에서 이같이 말하며 SK온의 차세대 배터리 기술에 대해 소개했다.
SK온은 배터리 폼팩터, 냉각, 셀투팩(CTP) 등 기술 설계를 혁신하며 제품 포트폴리오의 다변화를 꾀하고 있다.
이날 컨퍼런스에서 김 실장은 SK온의 기술 리더십을 ▲더 길게(Longer) ▲더 빠르게(Faster) ▲더 안전하게(Safer) 등 세가지로 나눠 설명했다.
김 실장은 "폴리머 전해질과 옥사이드의 시너지를 활용한 복합 기반의 고체 전지를 개발하고 있다"며 "황화물질 기반의 고체 전지를 개발하고 있고, 올해 하반기 대전 배터리연구원에서 파일럿 라인을 준공해 시운전에 돌입할 예정"이라고 밝혔다.
김 실장은 "황화물 기반 전지에서 높은 안전성을 기대한다"면서도 "전기차에 사용하기 위해선 높은 저항을 해결해야 한다"고 전했다.
이어 "양극과 음극, 분리막을 쌓는 '스테킹 기술'이 중요한데, SK온은 수평 스테킹에 비해 속도가 2.3배 정도 빠른 45도 틸팅 스테킹 공정을 세계 최초로 상용화했다"고 했다.
김 실장은 "에너지밀도 측면에서 SK온은 니켈코발트망간(NCM) 니켈 60%까지 셀 개발을 완료했다"며 "94%를 이용해 800㎞ 이상의 운전이 가능한 고용량 셀을 개발하고 있다"고 말했다.
이어 "NCM을 합성할 때 저온 소성을 거쳐야 하는데, 이 과정에서 장기 사이클 수명이 저하되는 문제가 있다"며 "SK온에선 특수 첨가제로 표면 처리해 세정 이후에도 사이클 수명을 우수하게 유지할 수 있도록 했다"고 부연했다.
아울러 김 실장은 "최근엔 원가 절감과 안전성 둘 다 잡을 수 있는 미드 니켈 개발에도 집중하고 있다"며 "상대적으로 출력이 낮은 미드 니켈의 단점을 보완하기 위해 기술적인 표면처리와 특정 원소 도핑을 통해 셀 저항을 낮춤으로써 높은 출력을 확보한다"고 했다.
실리콘 음극재에 대해선 "부피 팽창을 막기 위해 기계적으로 강한 매트릭스와 복합화하거나 여유 공간을 만들어 부피 팽창을 흡수하는 방식을 연구하고 있다"며 "실리콘과 강하게 결합하는 바인더로 팽창을 억제하고, 선 접촉 도전재로 전기적 연결을 강화한다"고 설명했다.
김 실장은 현재까지 상용화에 성공했거나 근접한 제품으로 실리콘 산화물(SiOx)과 실리콘 탄소(Si/C) 복합체를 소개했다.
SK온은 독자적인 소재·공정 기술을 통해 세계 최고 수준의 급속충전 성능을 확보했다.
김 실장은 "음극 자기 배향, 음극 다층 코팅, 마이크로 패턴 등 SK온의 차별화 기술로 리튬 이온의 이동 속도를 최대화하거나 이동 거리를 줄이는 기술을 개발하고 있다"고 했다.
또 SK온은 배터리 냉각 효율을 향상해 셀의 급속충전 잠재 성능을 100% 활용하는 기술 개발에 나섰다.
김 실장은 "액침 냉각 기술로 셀 면적 대비 50% 정도 냉각해 급속 충전이 가능하도록 힘쓰고 있다"고 말했다.
끝으로 김 실장은 SK온의 미래 성장 과제로 '제품 포트폴리오의 다변화'를 제시했다.
SK온은 고전압 미드 니켈과 리튬인산철(LFP) 배터리용 소재를 확장하고, 원통형 파우치나 각형 파우치 등 비용과 안전성을 확보한 폼팩터를 개발하며, 안전성을 강화한 CTP와 열확산방지 기술의 결합 개발을 추진 중이다.
심성아 기자 heart@asiae.co.kr
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