삼성SDI가 주도하는 한미 공동연구팀이 차세대 배터리로 불리는 리튬메탈 배터리의 수명과 안정성을 동시에 개선할 수 있는 전해질 조성 기술을 개발했다. 삼성SDI는 미국 컬럼비아 대학과 산학협력을 통해 리튬메탈 배터리의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.

리튬메탈 배터리의 에너지 밀도는 기존 삼원계 배터리의 1.6배로 차세대 웨어러블 기기 등 미래 산업의 핵심 기술로 꼽힌다. 현존하는 기술 가운데 에너지 밀도가 가장 높지만, 충·방전 가능 횟수가 수십 회에 불과해 상용화에 한계가 있었다.

삼성SDI와 컬럼비아대 공동연구팀은 ‘겔 고분자 전해질’을 적용해 리튬메탈 배터리의 수명을 늘리고 안전성도 높일 수 있는 방법을 찾았다. 불소 성분을 활용한 겔 고분자 전해질을 개발해, 기존 리튬메탈 배터리의 성능 저해 요인인 덴드라이트를 효과적으로 억제한 것이다. 덴드라이트는 배터리 충전 시 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 쌓이면서 나타나는 결정체로, 배터리 수명과 안정성을 떨어뜨리는 원인이 된다.

해당 내용이 담긴 연구 논문은 세계 최고 권위의 에너지 분야 학술지인 ‘줄’ 최신호에 게재됐다. 논문에는 삼성SDI 연구소의 이승우 부사장과 우현식 프로, 삼성SDI 미국 연구소의 김용석 소장과 양 리·위안위안 마 프로, 위안 양 컬럼비아대 교수 등이 공동 저자로 이름을 올렸다.

이번 연구 결과에 대해 업계에서는 차세대 배터리의 에너지 효율과 안전성을 대폭 개선해 배터리 산업의 판도를 바꿀 것으로 기대하고 있다. 주용락 삼성SDI 연구소장은 “이번 논문은 기존에 취약점으로 지적되던 리튬메탈 배터리의 안전성을 개선한 기술이 학술적으로 검증받았다는 데 의미가 크다”고 말했다.

김지예 기자



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