한전, 리튬보다 안전·저렴한 '망간 배터리' 개발 성공

한국전력이 리튬이온 전지보다 안전하면서도 가격은 절반 수준인 차세대 2차전지 개발에 성공했다고 밝혔다.

2차전지란 충전해서 다시 쓸 수 있는 전지로, 외부의 전기에너지를 화학에너지의 형태로 바꾸어 저장해 두었다가 필요할 때 전기를 만들어낸다.

리튬이온전지는 납축전지보다 유해물질 배출이 적고 충전·방전이 반복될수록 전지 용량이 감소하지 않으며 에너지밀도가 높아 현재 많이 쓰이고 있다.

이와 같은 장점에도 불구하고 리튬이온전지에 사용되는 전해질은 불이 붙기 쉬운 인화성 유기물을 사용하여 화재 등 안전성에 대한 우려가 있다.

또 리튬은 볼리비아·칠레 등 남미 일부 지역에만 존재해 원재료 수급이 불안정하고, 가격도 높아 ESS(에너지저장장치)의 초기설치 비용을 증가시키고 있다.

한전은 2017년부터 3년간 연구 끝에 이번 달 국내 최초로 리튬 대신 망간(Mn)을 이용한 20Ah급 차세대 2차전지 개발에 성공했다.

이번에 개발한 2차전지는 리튬이온전지의 양극 물질을 지구에서 12번째로 풍부한 원소인 망간으로 대체하여 비용을 낮췄고, 전해질은 불이 붙지 않는 수용액을 사용하여 안전도를 강화했다.

20Ah는 20A 전류를 1시간 동안 사용 가능한 양으로 ESS에 들어가기 위한 2차전지의 최소 용량인데, 지금까지 국내에서 망간을 이용한 2차전지는 용량이 1Ah 이내가 최대였다.

망간 배터리는 기존 리튬이온전지에 비해 무게는 다소 무겁다는 단점도 있지만, 이번 개발을 통해 가격은 낮추고 안전성은 높인 셈이다.

한전은 현재 국내에서 ESS용으로 운용 중인 리튬이온전지를 차세대 2차전지로 교체 시 총 2,500억 원이 절감될 것으로 내다봤다.

한전 전력연구원 관계자는 "차세대 2차전지는 ESS 구축 비용을 절반 수준으로 낮출 수 있어 국내 ESS 활성화를 통한 신재생에너지 확대에 큰 도움이 될 것"이라고 밝혔다.