삼성스팩9호와 합병을 추진 중인 케이지에이(KGA)가 한국세라믹기술원으로부터 ‘우주항공방산용 에너지 세라믹 소재 개발 지원 사업’에 선정돼 전고체 배터리용 산화물계 핵심 소재 개발을 본격적으로 추진한다고 24일 밝혔다.
케이지에이가 개발하는 ‘고안전성 산화물 전고체 세라믹 소재’는 전고체 배터리의 핵심 원료인 ‘고체 전해질’ 제조에 필수적으로 사용되는 차세대 소재다. 기존 액체 전해질 기반의 이차전지가 갖고 있던 발화 및 누액 문제를 근본적으로 해결할 수 있어, 높은 안정성을 요구하는 차세대 배터리 시장에서 주목받고 있다.
해당 소재는 ▲비가연성 ▲이온 전도성 ▲기계적 강도 ▲보관성 등에서 우수한 특성을 지닌다. 특히 전기차(EV), 에너지저장장치(ESS), 항공우주 및 방산 등 첨단 미래 산업에 폭넓게 적용할 수 있으며, 휴머노이드 로봇 등 소형 배터리가 많이 사용되는 분야에서도 뛰어난 성능을 발휘할 것으로 기대된다.
전고체 배터리는 극한 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 것이 가장 큰 장점이다. 우주는 극심한 온도 변화, 진공 상태, 방사선, 미세 중력 등 혹독한 환경을 지니고 있어, 기존 액체 전해질 배터리는 저온에서 동결되거나 고온에서 폭발할 위험이 크다. 또한, 방사선에 노출될 경우 전해질 분해 및 전극 열화가 발생할 가능성이 있다.
같은 전고체 배터리라도 산화물계 고체 전해질은 황화물계 전해질과 달리 공기 중 수분과 반응하지 않아 독성 부산물인 ‘황화수소’의 발생 위험이 없으며, 이로 인해 우주선·잠수함 등 밀폐된 환경에서도 더욱 안정적으로 사용할 수 있다.
케이지에이는 이번 소재 개발과 함께 양산을 위한 전용 장비 개발에도 나설 계획이다. 장비 개발이 완료되면 케이지에이의 전고체 배터리 공정 장비 포트폴리오는 한층 확대되며, 이를 통해 시장 경쟁력이 한층 강화될 것으로 회사 측은 전망하고 있다.
케이지에이는 내년까지 프로토타입 제작 및 성능 인증을 완료하고, 파일럿 생산 라인 가동 및 초기 고객사 확보에 나설 계획이다.
케이지에이 관계자는 “당사는 소재 사업에 직접 진출하기보다는 소재 개발에 먼저 성공한 뒤, 이를 대량 생산할 수 있는 전용 장비를 개발하기 위해 이번 사업을 추진하게 됐다”며 “어느정도 성과가 확인되면 이를 바탕으로 글로벌 셀메이커 및 완성차 업체들을 대상으로 영업활동을 적극 전개할 것”이라고 설명했다.
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KGA takes the lead in the 'next-generation solid electrolyte equipment' market
KGA, which is currently pursuing a merger with Samsung Special Purpose Technology No. 9, announced on the 24th that it has been selected for the 'Aerospace and Defense Energy Ceramic Material Development Support Project' by the Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology and will begin full-scale development of core oxide materials for all-solid-state batteries.
The 'high-safety oxide all-solid ceramic material' developed by KGAE is a next-generation material essential for manufacturing 'solid electrolyte', which is a key raw material for all-solid batteries. It is garnering attention in the next-generation battery market that requires high stability, as it can fundamentally solve the ignition and leakage problems of existing liquid electrolyte-based secondary batteries.
The material has excellent properties such as ▲non-flammability ▲ionic conductivity ▲mechanical strength ▲storability, etc. In particular, it can be widely applied to cutting-edge future industries such as electric vehicles (EVs), energy storage systems (ESS), aerospace, and defense, and it is expected to demonstrate excellent performance in fields where small batteries are widely used such as humanoid robots.
The biggest advantage of all-solid-state batteries is that they can maintain stable performance even in extreme environments. Space has a harsh environment with extreme temperature changes, vacuum conditions, radiation, and microgravity, so existing liquid electrolyte batteries are at high risk of freezing at low temperatures or exploding at high temperatures. In addition, there is a possibility that electrolyte decomposition and electrode deterioration may occur when exposed to radiation.
Even in the case of all-solid-state batteries, oxide-based solid electrolytes, unlike sulfide-based electrolytes, do not react with moisture in the air, so there is no risk of generating the toxic byproduct 'hydrogen sulfide', and as a result, they can be used more safely in closed environments such as spaceships and submarines.
Along with the development of this material, KGAE plans to develop dedicated equipment for mass production. Once the equipment development is complete, KGAE’s portfolio of solid-state battery process equipment will be expanded, and the company expects that this will further enhance its market competitiveness.
KGA plans to complete prototype production and performance certification by next year, and then move on to operating a pilot production line and securing initial customers.
A KGA official explained, “Rather than directly entering the materials business, we decided to pursue this project in order to first succeed in developing materials and then develop dedicated equipment to mass produce them.” He added, “Once we have confirmed a certain level of results, we will actively pursue sales activities targeting global cell makers and automakers based on this.”
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ケージエー、「次世代固体電解質機器」市場先取り
サムスンスパック９号と合併を進めているケージエー（ＫＧＡ）が韓国セラミック技術院から「宇宙航空防衛用エネルギーセラミック材料開発支援事業」に選定され、全固体電池用酸化物系核心素材開発を本格的に推進すると24日明らかにした。
ケージエーが開発する「高安全性酸化物全固体セラミック素材」は、全固体電池の核心原料である「固体電解質」の製造に不可欠に使われる次世代素材だ。従来の液体電解質ベースの二次電池が持っていた発火及び漏液問題を根本的に解決でき、高い安定性を要求する次世代バッテリー市場で注目されている。
該当素材は▲非可燃性▲イオン伝導性▲機械的強度▲保管性などで優れた特性を持つ。特に電気自動車（ＥＶ）、エネルギー貯蔵装置（ＥＳＳ）、航空宇宙及び放散など先端未来産業に幅広く適用することができ、ヒューマノイドロボットなど小型バッテリーが多用される分野でも優れた性能を発揮すると期待される。
全固体電池は極端な環境でも安定した性能を維持できることが最大の長所だ。宇宙は極端な温度変化、真空状態、放射線、微小重力など過酷な環境を持っており、既存の液体電解質電池は低温で凍結したり、高温で爆発する危険が大きい。さらに、放射線にさらされると電解質の分解および電極劣化が発生する可能性がある。
同じ全固体電池であっても、酸化物系固体電解質は、硫化物系電解質とは異なり、空気中の水分と反応せず、毒性副産物である「硫化水素」の発生リスクがなく、これにより宇宙船・潜水艦など密閉された環境でもより安定的に使用できる。
ケージエイは今回の素材開発とともに量産のための専用装備開発にも乗り出す計画だ。機器開発が完了すると、ケージエイの全固体バッテリープロセス機器ポートフォリオは一層拡大し、これにより市場競争力が一層強化されると会社側は見込んでいる。
ケージエイは来年までにプロトタイプ製作及び性能認証を完了し、パイロット生産ラインの稼働及び初期顧客会社の確保に乗り出す計画だ。
ケイジエイ関係者は「当社は素材事業に直接進出するのではなく、素材開発に先に成功した後、これを大量生産できる専用装備を開発するために今回の事業を推進することになった」とし「ある程度の成果が確認されれば、これをもとにグローバルセルメーカーや完成車メーカーを対象に営業活動を積極的に展開する」と述べた。
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KGA 引领“下一代固体电解质设备”市场
目前正在寻求与三星特殊目的技术9号公司合并的KGA公司24日宣布，已被韩国陶瓷工程技术研究院选定为“航空航天和国防能源陶瓷材料开发支持项目”，将开始正式开发全固态电池的核心氧化物材料。
KGAE正在开发的“高安全性氧化物全固态陶瓷材料”是制造全固态电池关键原材料“固体电解质”必不可少的下一代材料。它可以从根本上解决现有液体电解质二次电池的起火和泄漏问题，在需要高稳定性的下一代电池市场中受到关注。
该材料具有▲不易燃▲离子导电性▲机械强度▲可储存性等优异性能，特别是可广泛应用于电动汽车（EV）、储能系统（ESS）、航空航天、国防等未来前沿产业，并有望在人形机器人等小型电池广泛应用的领域展现优异性能。
全固态电池最大的优势，就是即使在极端环境下，也能够保持稳定的性能。太空环境恶劣，温度变化剧烈，有真空、辐射、微重力等，现有的液体电解质电池存在低温下结冰、高温下爆炸的风险。此外，暴露在辐射下可能会导致电解质分解和电极劣化。
即使是全固态电池，氧化物基固体电解质与硫化物基电解质不同，不会与空气中的水分发生反应，因此不存在生成有毒副产物“硫化氢”的风险，因此可以在宇宙飞船和潜艇等封闭环境中更安全地使用。
随着该材料的开发，KGAE还计划开发用于大规模生产的专用设备。一旦设备开发完成，KGAE的全固态电池工艺设备组合将进一步扩大，公司预计这将进一步增强其市场竞争力。
KGA 计划明年完成原型生产和性能认证，然后启动试验生产线并确保初始客户。
KGA 的一位官员解释说：“我们并没有直接进入材料业务，而是决定开展这个项目，首先成功开发材料，然后开发专用设备进行量产。”他补充道，“一旦我们确认了一定的业绩，我们将在此基础上积极开展针对全球电池制造商和汽车制造商的销售活动。”
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KGA prend la tête du marché des « équipements d'électrolytes solides de nouvelle génération »
KGA, qui poursuit actuellement une fusion avec Samsung Special Purpose Technology No. 9, a annoncé le 24 qu'elle avait été sélectionnée pour le « Projet de soutien au développement de matériaux céramiques pour l'énergie aérospatiale et de défense » par l'Institut coréen d'ingénierie et de technologie de la céramique et qu'elle commencerait le développement à grande échelle de matériaux d'oxyde de noyau pour les batteries entièrement solides.
Le « matériau céramique entièrement solide à base d'oxyde de haute sécurité » développé par KGAE est un matériau de nouvelle génération essentiel à la fabrication d'« électrolyte solide », une matière première clé pour les batteries entièrement solides. Il attire l’attention sur le marché des batteries de nouvelle génération qui nécessite une grande stabilité car il peut résoudre fondamentalement les problèmes d’allumage et de fuite des batteries secondaires à base d’électrolyte liquide existantes.
Le matériau possède d'excellentes propriétés, notamment ▲ininflammabilité ▲conductivité ionique ▲résistance mécanique ▲capacité de stockage, etc. En particulier, il peut être largement appliqué aux industries de pointe du futur telles que les véhicules électriques (VE), les systèmes de stockage d'énergie (ESS), l'aérospatiale et la défense, et devrait démontrer d'excellentes performances dans les domaines où les petites batteries sont largement utilisées, comme les robots humanoïdes.
Le plus grand avantage des batteries entièrement solides est qu’elles peuvent maintenir des performances stables même dans des environnements extrêmes. L’espace présente un environnement hostile avec des changements de température extrêmes, du vide, des radiations et une microgravité. Les batteries à électrolyte liquide existantes risquent donc de geler à basse température ou d’exploser à haute température. De plus, l’exposition aux radiations peut provoquer une décomposition de l’électrolyte et une détérioration de l’électrode.
Même dans le cas des batteries entièrement solides, les électrolytes solides à base d'oxyde, contrairement aux électrolytes à base de sulfure, ne réagissent pas avec l'humidité de l'air, il n'y a donc aucun risque de générer le sous-produit toxique « sulfure d'hydrogène », et par conséquent, ils peuvent être utilisés de manière plus sûre dans des environnements fermés tels que les vaisseaux spatiaux et les sous-marins.
Parallèlement au développement de ce matériau, KGAE prévoit également de développer des équipements dédiés à la production de masse. Une fois le développement de l'équipement terminé, le portefeuille d'équipements de traitement de batteries entièrement solides de KGAE sera encore élargi, et la société s'attend à ce que cela améliore encore sa compétitivité sur le marché.
KGA prévoit d'achever la production de prototypes et la certification des performances d'ici l'année prochaine, puis de passer à l'exploitation d'une ligne de production pilote et de sécuriser les premiers clients.
Un responsable de KGA a expliqué : « Plutôt que de nous lancer directement dans le secteur des matériaux, nous avons décidé de poursuivre ce projet afin de réussir d'abord à développer des matériaux, puis à développer des équipements dédiés à leur production en série. » Il a ajouté : « Une fois que nous aurons confirmé un certain niveau de résultats, nous poursuivrons activement nos activités commerciales ciblant les fabricants mondiaux de cellules et les constructeurs automobiles. »
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