삼성SDI가 차세대 배터리로 불리는 리튬메탈 배터리의 고질적 한계로 꼽혀온 수명과 안전성 문제를 동시에 개선할 수 있는 핵심 기술을 개발했다. 에너지 밀도는 높지만 상용화 장벽이 높았던 리튬메탈 배터리의 경쟁력을 한층 끌어올릴 수 있는 기반을 확보했다는 분석이 나온다.

삼성SDI는 미국 컬럼비아 대학과 산학협력을 통해 리튬메탈 배터리의 수명과 안전성을 동시에 향상시킬 수 있는 새로운 전해질 조성을 개발하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.

리튬메탈 배터리는 현존 배터리 기술 가운데 에너지 밀도가 가장 높은 차세대 전지로 평가받는다. 기존 삼원계(NCM) 배터리 대비 에너지 밀도가 약 1.6배에 달해 차세대 웨어러블 기기 등 미래 산업의 핵심 기술로 꼽혀왔지만, 충·방전 가능 횟수가 수십 회 수준에 머물러 상용화에 제약이 있었다.

삼성SDI와 컬럼비아대 공동연구팀은 '겔 고분자 전해질'을 적용해 이 같은 한계를 개선했다. 불소 성분을 활용한 겔 고분자 전해질을 개발해 음극 표면에 안정적인 계면을 형성하도록 설계함으로써, 리튬메탈 배터리의 성능을 저해해온 '덴드라이트' 생성을 효과적으로 억제하는 데 성공했다.

업계에서는 이번 연구가 차세대 배터리의 에너지 효율과 안전성을 동시에 개선할 수 있는 새로운 기술 접근법을 제시했다는 점에서 의미가 크다고 평가하고 있다.

삼성SDI 연구소가 주도한 이번 연구 논문은 세계적 권위를 지닌 에너지 분야 학술지 '줄(Joule)' 최신호에 게재됐다. 줄은 세계 3대 학술지 '셀(Cell)'을 발행하는 미국 셀 프레스(Cell Press)가 2017년 창간한 에너지 전문 저널로, 해당 분야에서 영향력 있는 학술지로 꼽힌다.

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

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.