삼성SDI, 리튬메탈 배터리 성능 향상하는 '전해질 조성' 개발

삼성SDI는 미국 컬럼비아 대학과 산학협력을 통해 리튬메탈 배터리 수명과 안전성을 동시에 향상할 수 있는 새로운 전해질 조성을 개발했다고 23일 밝혔다.
높은 에너지 밀도에 비해 수명이 짧은 리튬메탈 배터리의 한계를 극복한 게 연구의 핵심이다. 리튬메탈 배터리는 기존 삼원계 배터리에 대비 에너지 밀도가 1.6배에 달하지만 충방전 가능 횟수가 수십회에 불과해 상용화에 제약이 있었다.

양측의 공동 연구팀은 '겔 고분자 전해질'을 적용해 리튬메탈 배터리 수명을 늘리는 동시에 안전성도 향상해 문제의 돌파구를 찾았다. 불소 성분을 활용한 겔 고분자 전해질을 개발해 음극 표면에서 안정적인 계면을 형성하는 방식으로 기존 성능 저해 요인이 됐던 덴드라이트를 효과적으로 억제했다.


삼성SDI 연구소가 주도한 연구 논문은 세계 최고 권위의 에너지 분야 학술지인 '줄'(Joule) 최신호에 게재됐다. 줄은 세계 3대 학술지인 '셀'(Cell)을 발행하는 미국 '셀 프레스''가 지난 2017년 창간한 에너지 분야 전문 학술지로, 세계적으로 가장 영향력 있는 저널 중 하나다.

논문에는 삼성SDI 연구소의 이승우 부사장과 우현식 프로, 삼성SDI 미국 연구소(SDIRA)의 김용석 소장과 양 리·위안위안 마 프로, 컬럼비아대 위안 양 교수 등이 공동 저자로 등재됐다.

주용락 삼성SDI 연구소장(부사장)은 "이번 논문은 기존에 취약점으로 지적되던 리튬메탈 배터리의 안전성을 개선한 기술이 학술적으로 검증받았다는 데 의미가 크다"면서 "앞으로도 국내외 연구 네트워크를 기반으로 차세대 배터리 기술 확보에 속도를 낼 것"이라고 말했다.