KAIST 연구팀, 공기 노출에도 강한 전고체 배터리 소재 개발

KAIST 연구팀이 공기에 노출되어도 안정성을 유지하고 고속 충전이 가능한 전고체 배터리 소재를 개발했다고 발표했다.

■ 제품 개요

이번 연구는 KAIST 연구진이 전고체 배터리의 상용화 장벽 중 하나인 공기 안정성 문제를 해결하기 위해 진행됐다. 기존 전고체 배터리용 고체 전해질은 공기 중 수분과 반응해 성능이 급격히 저하되는 문제가 있었다.

연구팀은 리튬 인산 철(LiFePO4) 기반 양극재와 황화물계 고체 전해질을 조합한 새로운 배터리 소재를 개발했다. 이 소재는 건설 현장용 전동 공구나 건물 에너지저장시스템(ESS) 등 다양한 건축·건설 분야 장비에 적용 가능한 것으로 평가된다.

■ 특장점

개발된 전고체 배터리 소재는 기존 리튬이온 배터리 대비 뛰어난 안전성과 성능을 보여준다. 연구팀에 따르면 이 배터리는 공기 노출 후에도 80% 이상의 용량 유지율을 보였다.

특히 고속 충전 성능이 탁월해 15분 내 80% 충전이 가능하다. 이는 건설 현장에서 사용되는 전동 공구나 크레인 등 중장비의 가동 중단 시간을 크게 단축시킬 수 있는 기술로 평가된다.

또한 -20℃에서 60℃까지 넓은 온도 범위에서 안정적으로 작동해 혹한기 건설 현장이나 고온 환경에서도 활용 가능하다.

■ 적용 사례

현재 이 기술은 연구 단계로 실제 건설 현장 적용 사례는 아직 없다. 하지만 연구팀은 건물용 에너지저장시스템, 건설 장비용 배터리팩, 스마트 건물 IoT 센서용 전원 등으로 활용 가능성이 높다고 설명했다.

특히 대형 건설사들이 추진 중인 탄소중립 건설 현장 구축과 연계해 친환경 에너지 저장 솔루션으로 활용될 것으로 기대된다. 배터리의 높은 안전성은 지하 공사나 밀폐 공간 작업에서도 화재 위험을 최소화할 수 있다.

■ 향후 전망

연구팀은 이번 성과를 바탕으로 2026년 하반기 기술이전을 추진하고, 2028년 상용화를 목표로 하고 있다. 배터리 제조 업체들과의 협력을 통해 대량 생산 체제 구축도 병행할 예정이다.

건설 업계에서는 이 기술이 상용화되면 현장 안전성 향상과 작업 효율 증대에 크게 기여할 것으로 전망하고 있다. 특히 ESS 시장 확대와 함께 스마트 건설 기술의 핵심 부품으로 자리잡을 것으로 예상된다.