[시사포커스 / 강민 기자] SK온이 지난 15일 대전시 유성구 미래기술원 내에 고객사에 공급할 시제품을 생산하고, 제품의 품질과 성능 등을 평가·검증하는 전고체 배터리 파일럿 플랜트 준공식을 개최했다고 16일 밝혔다.

이번에 준공된 플랜트는 4628㎡(약 1400평) 규모로, SK온은 신규 파일럿 라인에서 황화물계 전고체 배터리를 개발한다. 일부 라인에서는 전고체 배터리의 한 종류인 리튬 메탈 배터리(흑연 음극을 리튬 메탈로 대체한 배터리)도 개발한다.

SK온은 파일럿 플랜트에 다년간 연구·개발한 ‘온간등압프레스(WIP, Warm Isostatic Press) 프리 기술’을 국내 최초로 적용했다. WIP 기술은 상온보다 높은 온도(25~100℃)에서 전극에 균일한 압력을 가해 밀도와 성능을 높이는 차세대 압착 공정이다.

이 기술은 배터리의 발열 반응을 최소화하고 수명을 늘리지만, 배터리 셀을 밀봉하는 과정이 필요하고 연속식 자동화 공정을 구현하기 어려워 생산성이 낮다. SK온은 독자적인 셀 설계 공법과 일반 프레스 공정을 활용해 WIP 공정의 장점은 계승하면서 단점을 보완하고 생산성을 높였다.

SK온은 이를 위해 활물질 도전재 등 배터리 소재 혼합 및 전극 조성 조건을 개발해 전극 내부 저항을 감소시켰다. 전극 내부 저항이 낮아지면 배터리 발열 반응이 최소화 된다. 또 전극과 고체 전해질의 접합을 개선하고 일반 프레스 공정 조건을 최적화해 계면 저항을 감소시켰다. 계면 저항이 낮아지면 전기의 흐름이 원활해지고 배터리가 안정적으로 충·방전돼 수명이 길어진다.

이석희 SK온 사장은 “이번 전고체 배터리 파일럿 플랜트 준공은 SK온이 어떠한 환경 변화에도 쉽게 흔들리지 않는 탄탄한 기업으로 도약하는 기반이 될 것”이라며 “전고체 배터리를 누구보다 앞서 상용화해 전동화 시대를 앞당기겠다”고 말했다.

SK온은 전고체 배터리 상용화 목표를 기존보다 1년 앞당겨 오는 2029년까지로 조정했다. 우선 에너지 밀도 800Wh/L 전고체 배터리 상용화를 목표로 개발을 진행 중이다. 장기적으로는 1000Wh/L까지 달성하겠다는 방침이다.