삼성SDI, 차세대 리튬메탈 배터리 안전성 개선…학술지 ‘줄’ 게재

삼성SDI가 주도하는 한미 공동연구팀이 '차세대 배터리'로 일컬어지는 리튬메탈 배터리의 성능을 개선할 수 있는 기술을 개발했다.

삼성SDI는 미국 컬럼비아 대학과의 산학협력을 통해 리튬메탈 배터리의 수명과 안전성을 향상시킬 수 있는 새로운 전해질 조성을 개발했다고 23일 밝혔다.

이번 연구는 현존하는 기술 가운데 에너지 밀도는 가장 높지만 수명이 짧은 리튬메탈 배터리의 한계를 극복하는 데 중점을 뒀다. 리튬메탈 배터리는 기존 삼원계 배터리 대비 에너지 밀도가 약 1.6배 높으나, 충·방전 횟수가 수십 회에 불과해 상용화에 제약이 있었다.

삼성SDI와 컬럼비아대 공동연구팀은 불소 성분을 활용한 '겔 고분자 전해질'을 적용해 문제를 해결했다. 이 전해질로 음극 표면에서 안정적인 계면이 형성돼, 배터리 수명과 안전성을 저해하는 '덴드라이트(Dendrite)' 현상이 억제된다. 덴드라이트는 충전 시 리튬이 음극 표면에 쌓여 형성되는 결정체다.

삼성SDI 연구소가 주도한 이번 연구 논문은 에너지 분야 학술지인 '줄(Joule)' 최신호에 게재됐다. 줄은 세계 3대 학술지인 '셀(Cell)'을 발행하는 미국 셀 프레스가 창간한 에너지 전문 학술지다.

해당 논문에는 삼성SDI 연구소의 이승우 부사장과 우현식 프로, 삼성SDI 미국 연구소(SDIRA)의 김용석 소장과 양 리(Yang Li)·위안위안 마(Yuanyuan Ma) 프로, 컬럼비아대의 위안 양(Yuan Yang) 교수 등이 공동 저자로 등재됐다.

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

박혜연 기자 phy@datanews.co.kr