SK이노베이션 자회사 SK온이 차세대 배터리 기술 경쟁력 강화를 위해 국내 최초 전고체 배터리 파일럿 플랜트를 준공하고, 오는 2029년 상용화를 목표로 본격 개발에 나선다고 16일 밝혔다.

이번 파일럿 플랜트는 대전광역시 유성구 미래기술원 내 4628㎡(약 1400평) 규모로 조성됐다. 

파일럿 라인은 고객사 공급용 시제품 생산과 성능·품질 검증을 담당하며 SK온은 이곳에서 황화물계 전고체 배터리와 리튬 메탈 배터리를 개발할 예정이다.

지난 15일 열린 준공식에는 이석희 SK온 사장을 비롯해 박기수 미래기술원장, 안드레아스 마이어 솔리드파워 한국 지사장이 참석했다. SK온은 지난해부터 솔리드파워와 전고체 배터리 공동 연구를 이어오고 있다.

SK온은 이번 플랜트에서 2029년까지 에너지 밀도 800Wh/L(와트시 퍼 리터)급 전고체 배터리 상용화를 목표로 연구개발을 진행 중이며, 장기적으로는 1000Wh/L 달성에도 도전할 계획이다. 

기존 목표였던 2030년보다 1년 앞당겨 상용화를 추진한다. 특히 이번 파일럿 플랜트에는 SK온이 자체 개발한 ‘온간등압프레스(WIP) 프리’ 기술이 국내 최초로 적용됐다. 

WIP는 25~100℃의 온도에서 전극에 균일한 압력을 가해 밀도와 성능을 높이는 차세대 압착 공정으로, 발열 반응 최소화와 수명 향상에 유리하다. 기존 방식은 셀 밀봉 과정과 연속식 자동화 공정의 한계로 생산성이 낮았으나 SK온은 독자적인 셀 설계와 일반 프레스 공정을 접목해 장점을 유지하면서 단점을 보완했다.

활물질 및 도전재 조성 조건을 최적화해 전극 내부 저항을 줄이고 발열 반응 또한 최소화했다. 동시에 전극과 고체 전해질의 접합 기술을 개선하고 일반 프레스 공정을 최적화해 계면 저항을 낮추고 충·방전 안정성 및 수명을 강화했다.

SK온은 독자 연구뿐만 아니라 다양한 산학 협력을 통해 차세대 기술 개발을 가속화하고 있다. 

지난 5월에는 한양대학교 연구팀과 공동으로 리튬 메탈 음극에 보호막 기술을 적용, 황화물계 전고체 배터리 수명을 3배 향상시키는 성과를 거두었으며, 해당 기술은 국내외 특허 출원을 완료했다.

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