삼성SDI는 최근 미국 컬럼비아 대학과 산학협력을 통해 리튬메탈 배터리 수명과 안전성을 함께 향상할 전해질 조성을 개발하는 데 성공했다. (왼쪽부터) 이승우 삼성SDI 부사장과 김용석 SDIRA 소장, 위안 양 컬럼비아대 교수. /삼성SDI

[더팩트ㅣ최의종 기자] 삼성SDI가 주도하는 한미 공동연구팀이 '차세대 배터리'로 불리는 리튬메탈 배터리 성능을 개선할 수 있는 기술을 개발했다.

삼성SDI는 최근 미국 컬럼비아 대학과 산학협력을 통해 리튬메탈 배터리 수명과 안전성을 함께 향상할 전해질 조성을 개발하는 데 성공했다고 23일 밝혔다. 현존하는 기술 중 에너지 밀도가 가장 높지만 수명이 상대적으로 짧은 리튬메탈 배터리 한계를 극복했다고 강조했다.

리튬메탈 배터리는 기존 삼원계 배터리보다 에너지 밀도가 1.6배에 달해 차세대 웨어러블 기기 등 미래 산업의 핵심 기술 중 하나로 꼽힌다. 충방전 가능 횟수가 수십 회에 불과해 상용화에 제약이 있었다.

삼성SDI와 컬럼비아대 공동연구팀은 '겔 고분자 전해질'을 적용해 리튬메탈 배터리 수명을 늘리면서도 안전성을 향상해 오랜 문제를 해결할 수 있는 돌파구를 찾았다고 설명했다. 이들은 불소 성분을 활용한 겔 고분자 전해질을 개발했다.

음극 표면에서 안정적인 계면을 형성하는 방식으로 기존 리튬메탈 배터리 성능 저해 요인이 됐던 덴드라이트(배터리 충전 시 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에서 쌓이면서 나아타는 결정체)를 효과적으로 억제했다고 전했다.

삼성SDI는 차세대 배터리의 에너지 효율과 안전성을 대폭 개선할 수 있는 새로운 기술 접근법을 제시해 업계 '게임체인저'가 될 것으로 기대한다. 삼성SDI 연구소가 주도한 해당 연구 논문은 세계 최고 권위의 에너지 분야 학술지인 '줄(Joule)' 최신호에 게재됐다.

논문에는 삼성SDI 연구소 이승우 부사장과 우현식 프로, 삼성SDI 미국 연구소(SDIRA) 김용석 소장과 양 리·위안위안 마 프로, 컬럼비아대 위안 양 교수 등이 공동 저자로 등재됐다. 글로벌 산학협력 모범 사례라는 것이 삼성SDI 설명이다.

주용락 삼성SDI 연구소장 부사장은 "앞으로도 국내외 연구 네트워크를 기반으로 차세대 배터리 기술 확보에 속도를 낼 것"이라고 말했다. 위안 양 컬럼비아대 교수는 "연구 성과로 인해 차세대 배터리 상용화에 한 걸음 다가서게 됐다"라고 강조했다.

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