일본산업뉴스요약

히타치조선, 전고체배터리 내년에 실용화
가압성형 제조법 개발/ 우선 항공∙우주용 개발

히타치조선은 2019년을 목표로 항공∙우주분야용 전고체리튬이온배터리의 실용화를 목표한다. EV(전기자동차)화의 흐름이 급속하게 추진되고 있다. 20년대 후반을 목표로 거대 시장의 자동차용에 참여하는 청사진을 그리고 있다. 자사가 보유한 기계생산기술 등을 활용한 독자의 제조법을 전면에 내세워 개발 속도를 올린다.

전고체배터리는 내부의 전해질을 액체에서 고체로 대체한 것으로 배터리 용량의 대형화나 충전시간의 대폭적인 단축을 기대할 수 있다. 도요타자동차 등 대형 자동차업체는 물론 NGK Insulators(일본애자) 등 많은 기업이 치열한 개발 경쟁을 벌인다.

히타치조선은 황화물계 전해질을 사용하여 고체분말의 배터리재료를 그대로 이용하는 ‘벌크형’ 전지를 개발한다. 벌크형 전지는 재료의 성능이 쉽게 발휘되도록 대용량에 대응할 수 있다는 이점이 있지만 분말재료가 항상 접촉 상태를 유지할 필요가 있기 때문에 제조가 어렵다.

히타치조선이 전고체배터리의 개발을 시작한 것은 06년이다. 자사에서 축적해 온 기계기술을 이용할 수 있을 것으로 보고 개발에 착수하였다. 특히 활용된 기술은 자동차의 프레스장치를 개발하는 히타치조선 산하의 H&F(Hitachi Zosen Fukui)가 보유한 프레스기술과 진공밸브를 개발하는 V-TEX가 보유한 진공상태 하에서의 생산기술이었다고 한다.

밸브형 전지를 개발하는 대부분의 기업이 용매에 분말재료를 섞어 바른 후에 건조시키는 ‘도포식 제조법’을 채용하고 있다. 도포식은 현재의 리튬이온배터리에서 이미 제조법이 확립되어 있기 때문에 양산에 적합하기 때문이다. 그러나 풀의 역할을 하는 ‘바인더’를 사용하기 때문에 사용 온도에 제한이 있고, 거대한 건조장치가 필요해 막대한 비용이 드는 것이 과제였다.

그래서 히타치조선은 분말을 분말상태인 채로 가압하여 성형하는 ‘건식제조법’을 생각하였다. 건조공정이 필요 없고 화학열화가 적기 때문에 성능을 발휘하기 쉽다는 이점이 있다. 이미 제조법은 확립되어 있다고 한다. 사업을 담당하는 사업기획∙기술개발본부의 시오미(塩見) 부장은 “자사의 기술을 집결하여 만든 독자의 제조법으로 실용화된다면 강력하다”라며 자신감을 보인다.

우선은 내년에 우주와 지중 등 특수한 환경용 제품을 실용화할 방침이다. 시오미 부장은 “기온이나 압력 등이 특수하며, 전고체배터리가 아니면 사용할 수 없는 장소에 도입하는 것을 목표한다”라고 말한다. 17년부터는 우주항공연구개발기구(JAXA)와도 공동연구를 실시. 특수 분야용은 자동차용과 비교하여 가격을 극단으로 억제할 필요가 없기 때문에 조기 실용화를 전망할 수 있다고 한다.

20년대 후반을 목표로 자동차용에 참여를 목표하고 있다. 가격 문제와 함께 큰 과제도 있다. 히타치조선의 주력은 쓰레기소각발전플랜트 등의 설립∙운영사업이다. 고객의 요구에 근거하여 수주 생산하는 제품이 많고 양산 노하우가 없다. 실제로 양산하게 된다면 100억엔 단위의 투자도 필요하기 때문에 단독으로는 어렵다. 때문에 타사와의 연대나 공동개발 등도 시야에 넣고 있다고 한다.

연구가 진행되고 있는 차세대배터리 중에서도 전고체배터리는 특히 실용화가 가깝다고 한다. 개발에 참여하는 기업도 많다. 히타치조선은 주력 환경사업에서 높은 점유율을 갖고 있지만 침체되고 있는 국내시장에서 새로운 주력 사업이 될 신규사업 창출에 주력하고 있다.

음료 충진기용 전자선 멸균기나 두충차의 원료인 두충 나무를 사용한 신소재 등을 개발하여 제품화한 실적도 있다. 전고체배터리는 실용화가 되면 큰 수익을 전망할 수 있기 때문에 조기 실용화를 목표한다.

●전고체배터리 개발을 목표하는 주요 국내 기업

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