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화재 걱정 없는
안전한 배터리 기술로 시장 견인한다

그래핀계 및 리튬 전이 금속 산화물 배터리 커패시터 개발
삼화콘덴서공업㈜
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전자기기 사용이 증가하며 배터리 수요도 크게 늘었다.
SNE리서치에 따르면 대표적인 에너지저장장치인 리튬이온전지의 글로벌시장 규모는 2022년 70조 원으로, 2030년에는 200조 원에 육박할 것이다.
시장이 확대될수록 안전성에 대한 이슈도 중요해질 수밖에. 삼화콘덴서공업㈜은 화재 위험으로부터 자유로운 배터리 커패시터 제품을 개발해 주목받고 있다.

word 김규성 photo 김기남

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리튬이온전지의 단점을 보완해줄 배터리 커패시터
스마트팩토리, 스마트헬스케어, 자율주행 차량 등 4차산업 서비스가 본격적으로 활성화되면서 휴대용 에너지원인 배터리에 대한 수요와 쓰임새가 늘어나고 있다. 기존의 리튬이온전지는 대용량의 에너지를 저장하는 데 용이하지만 안전성, 수명, 충전 속도 등에서 한계를 지니고 있다. 그렇기에 스마트센서, 에너지저장장치ESS 등 리튬이온전지를 사용할 수 없는 분야에서 새로운 에너지저장장치가 요구되어 왔다. 삼화콘덴서공업㈜이 선보인 배터리 커패시터는 리튬이온전지의 단점을 보완할 여러 강점을 지니고 있다.

먼저 리튬이온전지에 비해 화학적으로 안정적이기에 사고에 민감한 시설 장비인 ESS 등에 적합하다. 또한, 리튬이온전지 대비 20배 이상의 수명을 지녀 지속적인 충·방전이 필요한 차량 배터리 등에 활용될 수 있다. 영하 30℃부터 영상 50℃에 달하는 극한의 환경에서도 안정적으로 작동하고 충·방전 속도가 빠르다는 특징이 있어 태양열, 풍력 등 친환경 에너지 제품에 안성맞춤이다.
  • ❶ 배터리 커패시터: 배터리와 커패시터의 장점을 결합한 장치로, 빠른 충전과 긴 수명, 높은 에너지 밀도를 제공한다. 주로 하이브리드 차량, 재생 에너지 시스템, 전자기기 등에 사용된다. 커패시터란 전기 에너지를 저장하고 방출하는 전자 부품을 뜻한다.
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스마트팩토리, 드론 등에 적합한 배터리 커패시터
개발된 배터리 커패시터는 다양한 분야에 적용되고 있다. 신재생용 에너지저장장치를 비롯해 전동킥보드, 농약 살포용 드론 등 안정성, 충·방전 기능, 높은 수명 등이 필요한 분야에 테스트하고 있다. 무엇보다 5분 이내에 완전 충전이 가능하다는 점은 기존의 리튬이온전지에 비해 배터리 커패시터가 갖는 큰 강점으로 각광받는다.

빠른 성장이 기대되는 분야는 스마트팩토리이다. 공장 내 모든 장비와 프로세스를 일일이 실시간 모니터링해야 한다는 스마트팩토리의 특징을 감안할 때 독립적인 전원이 필요한 센서가 필수적이다. 높은 안정성과 수명, 작동 온도 등은 IoT 센서 모듈에 적합하기에 스마트팩토리의 성장에 발맞춰 공급될 전망이다.
제품 상용화 초기… 시장 개척해 나갈 것
삼화콘덴서공업㈜은 현재 개발된 배터리 커패시터를 공개하고 상용화를 위해 다각도로 노력을 기울이고 있다. 국내는 물론 유럽, 미국 등의 제품 전시회에 참여해 배터리 커패시터를 알리는 데 주력하고 있다. 윤중락 연구소장은 “배터리 커패시터를 전기자동차, 군수용품, 우주산업 관련 제품 등에 납품하는 것이 목표”라며 “고품질의 배터리가 필요하다는 시장의 니즈에 맞춰 개발한 제품이기에 최적으로 응용될 분야에 공급해 삼화콘덴서공업㈜의 브랜드 가치를 높여나가겠다”고 포부를 밝혔다.

삼화콘덴서공업㈜은 그 이름에 걸맞게 커패시터(콘덴서) 생산과 판매에 주력하고 있다. 지난 70여 년간 업력을 이어오며 ‘어려운 시장에 좋은 물건을 공급해 제값을 받는 것’을 목표로 한다. 리튬이온전지와 상반된 특징으로 경쟁력을 확보한 배터리 커패시터가 미래 배터리 시장에서 영역을 구축해 발전하는 모습을 기대해본다.
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삼화콘덴서공업㈜
1950년대 후반, 산업화의 거센 물결 속에서 삼화콘덴서가 설립됐다. 전자제품에 사용되는 부품인 콘덴서의 수요가 급증했기 때문. 70여 년이 흐르는 동안 삼화콘덴서공업㈜은 전자부품 국산화, 산업 경쟁력 강화, 기술개발과 혁신 등을 통해 대한민국 경제 발전에 일조해왔다. 현재는 글로벌시장에서도 인정받는 전자부품 제조업체로 자리 잡았으며, 장기적인 발전 계획 속에서 자체적인 기술개발과 품질 향상을 통해 혁신을 거듭해나가고 있다.
www.samwha.co.kr
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배터리 커패시터 개발에 참여한 김성호 책임연구원, 최재원 책임연구원, 주성민 책임연구원, 이종규 파트장, 윤중락 연구소장, 이창호 선임연구원(왼쪽 위부터 시계 방향)
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정부 과제 통해
예산 지원, 인적 네트워크 등
다양한 도움 얻어
해당 기술을 개발하게 된 계기는 무엇인지?
삼화콘덴서공업㈜은 커패시터를 생산하는 회사다. 개발된 배터리 커패시터, 슈퍼 커패시터는 ‘배터리’와 ‘커패시터’ 중 커패시터에 초점이 맞춰져 있다. 제품 판매 과정에서 배터리 기능에 대한 수요가 많았기에, 커패시터 베이스에 배터리 기능이 더해진 제품을 개발하게 된 것. 향후 상용화 단계에서 뛰어난 안정성을 검증받는다면 시장의 수요에 부응할 경쟁력을 갖추었다고 생각한다.
배터리 커패시터가 가진 경쟁력은?
무엇보다 안전한 제품이라는 것이 가장 큰 강점이다. 배터리 커패시터는 에너지저장장치 중 가장 뛰어난 안정성과 수명을 보유하고 있다고 자신한다. 그간 리튬이온전지가 가진 리스크는 많은 부분에서 지적되어 왔다. 이런 불안정성을 어느 정도 감안할 수 있는 분야도 있지만, 몇몇 분야에서는 절대적인 안정성이 요구되고 있다. 충돌 등의 물리적 충격이 가해지지 않은 이상 사고가 발생하지 않는 안정적인 제품을 개발하고자 했다.
배터리 커패시터 가 주로 어떤 제품에 활용되는지 궁금하다.
대표적으로 에너지저장시스템ESS,Energy Storage System이 있다. 태양력, 풍력 등의 신재생에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용하는 장치인데, 원활한 충·방전 기능과 높은 수명이 요구된다. 리튬이온 배터리가 500번 충·방전이 가능하다면, 자사 제품은 2만 번 이상 가능하기에 일반 배터리보다 훨씬 적합하다고 볼 수 있다. 이외에도 농약 살포용 등 산업용 드론, 태양광 가로등, 킥보드 등 다양한 제품에 활용되고 있다.
정부 과제를 통한 기술개발이 갖는 강점은 무엇인지?
정부 과제를 수주하여 진행하는 것은 예산 지원 이외에도 다양한 장점이 있다. 가령 함께 사업을 수행하면서 관련 분야의 인적 네트워크를 얻을 수 있고, 이를 통해 새로운 시장을 창출할 기회를 엿보게 된다. 또, 정부 산하 연구기관이나 대학 연구소 등과 협업을 통해 많은 아이디어를 얻는다는 이점도 있다. 현재는 산화물을 활용한 전고체 전지를 연구개발 중이다. 리튬이온전지의 불안정성은 액체라는 점에 있기에, 고체로 개발한다면 사고위험이 거의 없는 완성도 높은 배터리를 만들게 될 것이다. 이 외에도 시장 흐름에 맞춰 새로운 연구과제를 꾸준히 수주해 추진할 계획이다.
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