배터리 소재 개발업체 고이케는 일본 AIST(산업기술종합연구소)와 공동으로 전고체 배터리용 단결정 전해질을 개발했다고 24일 밝혔다. 전고체 배터리는 리튬이온 배터리 내에서 액체로 존재하는 전해질까지 고체화한 제품이다. 따라서 이 고체 전해질을 어떻게 구성하느냐가 양산의 열쇠로 지목된다. 

고이케가 AIST와 공동 개발한 단결정 전해질은 기존 전고체 배터리에서 사용되던 전해질(황화물계 혹은 산화물계) 대비 저항을 90% 감소시켜 준다. 결과적으로 전류가 잘 통하게 함으로써 에너지 밀도를 높이고 전지 수명을 늘려준다는 게 고이케의 설명이다. 

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리 대비 가격이 비싸다는 점에서 인공심장 등 고부가가치 애플리케이션에 먼저 활용될 것으로 예상된다. 기존 배터리 시스템으로는 고작 5~10년 정도 사용하는데 그쳤지만, 고이케가 개발한 전해질을 적용하면 인공심장을 최장 50년까지 사용할 수 있을 것으로 기대된다. 

고이케는 원래 전자부품용 단결정 웨이퍼를 생산하던 기업이다. 지난 2017년 금융회사 오릭스가 고이케를 인수해 자회사로 편입했다. 이후 전고체 배터리용 전해질 개발에도 착수했다. 

현재 이 회사는 직경 25㎜ 크기의 단결정 전해질을 개발하는데 성공했으나, 이를 대구경화 하는데는 어려움을 겪고 있다. 단결정 크기를 키워야 양산 경쟁력이 확보된다는 점에서 오는 2027년까지 관련 기술을 확보한다는 목표다. 이후 2028년부터는 양산 체제로 전환하기로 했다. 

현재 일본에서는 완성차 브랜드인 도요타와 화학회사 이데미츠코산이 황화물계 전해질을 이용한 전고체 배터리를 개발하고 있다. 고이케는 단결정 전해질을 이용한 전고체 배터리가 황화물계 대비 성능이 안정적이고, 더 안전하다고 강조했다.