[더구루=최영희 기자] 그래핀 기반 2차전지 도전재, 전극의 양산시설 구축에 나서고 있는 이엔플러스가 리튬이온 배터리와 동일한 수준의 에너지밀도를 가진 ‘그래핀 슈퍼커패시터’ 개발에 성공했다.
이번에 개발에 성공한 그래핀 슈퍼커패시터는 에너지 밀도가 280Wh/Kg으로, 현재 상용화된 리튬이온 배터리와 동일한 수준의 에너지 밀도를 가진 것으로 나타났다. 이로써 기존 배터리 대비 빠른 충·방전이 가능할 뿐 아니라 수명이 길고 주행거리가 긴, 진정한 의미의 차세대 전기차용 2차 전지(New Energy Pack) 상용화가 앞당겨질 전망이다.
이엔플러스는 커패시터 기반 차세대 에너지 저장장치 전문 기업 ‘UC에너지’의 연구개발 및 제조 전문 자회사 ‘UC테크놀로지’와 그래핀 기반 전기차용(EV) 슈퍼커패시터(축전지) 개발에 성공해 72V의 전기자동차에 테스트를 진행하고 있다고 28일 밝혔다.
이에 앞서 이엔플러스는 이달 초 김천시에 그래핀 적용 슈퍼커패시터를 장착한 독립형 태양광 가로등 64대를 조달 납품, 설치를 완료하고 김천시에서 주최하는 점등식 행사에 참여한 바 있다.
또한 인도네시아 국영기업 기술지원을 통해 연간 3만 대 이상(100억 원 규모) 슈퍼커패시터 수출계약을 앞두고, 1차분 50대에 대한 계약을 체결하고 납품을 진행 중에 있다
슈퍼커패시터는 각종 전기제품 등에서 오랜 기간 사용돼온 ‘커패시터’의 축전용량 성능을 큰 폭으로 강화시킨 2차전지의 한 종류다. 이온의 화학적 에너지 반응을 이용해 전기를 저장하는 배터리와 달리 커패시터는 전기를 그대로 저장하기 때문에 다른 2차전지와 비교해 출력, 온도, 저장 속도 등에 강점이 있다.
급속 충전을 요구하는 현 전기차 시장에서 리튬 계열의 배터리가 3000회 내외의 충·방전 횟수와 완충까지 상당한 시간을 필요로 하는 반면, 슈퍼커패시터는 최소 2만 회 이상의 충·방전 횟수를 가지며 빠른 충전이 가능하다. 또, 슈퍼커패시터는 온도에 대한 특성이 좋아 셀 자체의 폭발 위험이 적다.
이엔플러스 관계자는 “UC테크놀러지의 핵심기술인 IC회로 기술과 이엔플러스가 제공하는 그래핀 및 배터리 기술이 결합해 기존 이온 배터리보다 성능이 뛰어난 차세대 저장 장치를 개발하는데 성공했다”며 “이번에 개발한 슈퍼커패시터는 에너지 밀도를 획기적으로 높여 전기차용 배터리로 적용할 경우, 긴 주행거리와 전용 충전기 사용 시 급속충전 모드에서 10분 이내에 완충이 가능한 것이 특장점”이라고 말했다.
그는 이어 “리튬이온 2차전지는 겨울철에 에너지효율이 급속히 떨어지는 데 반해 이엔플러스의 슈퍼커패시터는 저온에서도 효율이 크게 감소하지 않았다”며 “전기차는 물론 드론, 각종 가전제품 등 리튬 이온 배터리를 사용하는 대부분의 이차전지 응용제품에 적용이 가능하다”고 덧붙였다.
강태경 이엔플러스 부사장은 “슈퍼커패시터는 전기차 외에도 태양광을 활용한 전기차 충전소, 도서 산간에 전기설치가 어려운 지역에 풍력 및 태양광을 활용한 자가 ESS 장치 설비 등의 분야에 적용될 수 있다”며 “내년 상반기 중으로 최소 40분에서 1시간가량 비행이 가능한 드론용 배터리와, 10분 내 충전이 가능한 급속 보조 배터리, UPS(비상전원공급장치) 등 내년 상반기 중 다양한 상용화 제품을 출시하는 게 목표”라고 설명했다.
이엔플러스는 2020년 6월, 전기전도도가 우수한 그래핀 파우더를 액상그래핀으로 개발해 2차전지 소재에 적용하기 위해 연구소 설립 및 전문가 영입한 결과 2차전지용 도전재 전극생산에 성공했다.
이를 기반으로 12월 월간 매출액 3억 5천만 원을 달성했으며 본격적인 매출액 증가에 대비하기 위해 최근 150억 원 상당의 양산시설 투자를 단행하기로 결정한 바 있다. 이엔플러스는 이를 통해 그래핀을 적용한 도전재, 전극, 슈퍼커패시터 양산을 본격화할 계획이다.
