일본산업뉴스요약

콘넥스, 리튬이온 배터리 개발
5분 만에 급속 충전, 물류 로봇에 조준

배터리를 개발하는 스타트업 기업 CONNEXX SYSTEMS(교토)는 급속 충전하여 높은 전력을 출력할 수 있는 리튬이온 배터리를 개발하였다. 충전 속도는 전동공구용 배터리의 약 4배로 높였다. 빈번하게 충전을 반복하여 큰 전력을 방출하는 특수한 용도에서의 이용을 전망하고 있다. 대형 업체가 투자를 회수하기 어려운 틈새 분야를 공략하여 독창성 있는 배터리기술개발로 새로운 수요를 발굴한다.

일반적으로 리튬이온 배터리는 충전용량을 좌우하는 에너지 밀도를 올리면 입출력 성능이 내려간다. 콘넥스 시스템즈의 새로운 배터리 ‘Hyper Battery’는 입출력에 특화되었으며 전기자동차(EV)용 배터리 등 장시간 이용을 목적으로 한 배터리와 비교하여 에너지 밀도는 절반 정도다.

그 때문에 최대 특징은 충전 속도에 있다. 전동공구를 움직일 정도의 전력이라면 5분 정도면 충전이 가능하다. 20분 정도 걸리는 통상 배터리와 비교하여 대폭으로 충전 시간을 단축하였다.

5분 충전을 2만회 반복해도 용량 저하는 수%에 그쳐 내구성을 유지하였다. 쓰카모토(塚本) 사장은 “출력을 높인 배터리는 있지만 충전 성능을 여기까지 높인 배터리는 없다”라고 자신 있게 말한다.

리튬이온 배터리는 정극에서 부극으로 리튬이온이 이동함으로써 충전이 가능하다. 콘넥스 시스템즈는 부극의 성능을 높이고 있다. 얇은 부극을 여러 장 겹쳐서 표면적을 늘림으로써 이온이 쉽게 흡착할 수 있도록 하였다.

표면적을 넓히면 열화가 쉬워져 내구성이 떨어진다. 그러나 탄소계 특수한 부극재를 개발하여 그 과제를 해결할 수 있었다.

기존의 출력 특화 배터리는 티탄계 부극재의 채용이 많다. 부극재를 바꿈으로써 에너지 밀도를 30% 높일 수 있었다. 전해액도 자사에서 설계하였다. 충전 시에 부극 표면에 생기는 피막이 부극의 열화를 어렵게 하였다.

새로운 배터리는 우선 물류지원로봇용을 시작으로 하여 내년 봄까지 본격 출하를 시작한다. 움직이는 시간이 제한적이며 고출력이 요구되는 분야를 대상으로 한다. 또한 빈번하게 충전을 반복하면서 여러 대를 연계시켜 움직이는 시스템을 상정하고 있다.

장기적으로는 차량에 대한 전용도 생각하고 있다. 콘넥스 시스템즈는 아연 배터리와 리튬이온 배터리 등 특성이 다른 2종류의 배터리를 화학적으로 연동시키는 기술에 강하다. 마치 하나의 배터리처럼 움직여 ‘BIND Battery’라고 불린다. 현재 가정용 축전지에 채용하여 판매하고 있다.

이 기술을 EV에 사용하여 대용량 리튬이온 배터리와 조합하면 전력을 많이 사용하는 발진이나 감속∙정지 시는 고출력 하이퍼 배터리의 특징을 이끌어낼 수 있다. 안정 주행 시는 일반적인 리튬이온 배터리에 의존하는 배터리 특성에 맞춘 용도를 검토하고 있다. 쓰카모토 사장은 “어떤 조건이나 용도에 특화된 배터리를 계속 개발하여 독자성으로 승부하고 싶다”라고 말한다.

▶콘넥스 시스템즈
일본전지(현재 GS유아사)에서 신형 배터리 개발, 미국에서 의료용 배터리 개발로 창업한 경험을 가진 쓰카모토 사장이 2011년 8월에 설립하였다. 교토대학 벤처캐피털, 교토대학 이노베이션캐피털에서 출자를 받았다. 교토대학의 교수와 협력하여 소형 대용량의 신형 배터리도 개발하고 있다.

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