"꿈의 배터리 시대 앞당기자".. SK이노·美 조지아공대 협업

이승우 미국 조지아 공대 교수가 지난 13일 세계적인 학술지 네이처에 소개된 논문에서 공개한 고무형태 전해질 이미지. <SK이노베이션 제공>

SK이노베이션이 차세대 전고체 배터리 시대를 앞당기기 위해 이승우 미국 조지아 공대 교수진과 협력하기로 했다고 16일 밝혔다.

전고체 배터리는 현재 배터리에 적용되는 액체 형태 전해질을 고체로 바꾼 배터리를 말한다. 배터리 용량은 늘리면서 무게, 부피, 화재 위험을 현저히 줄일 수 있어 미래 배터리로 주목받고 있다. 아직 개발까지 넘어야 할 난제가 많아 '꿈의 배터리'로 불리는데, 회사는 이 교수 연구진과 협업해 연구·개발을 앞당긴다는 계획이다.

이 교수는 KAIST와 공동으로 혁신적인 고무 형태 고분자 고체 전해질을 개발해 세계적인 학술지인 '네이처(Nature)'에 지난 13일 논문이 소개되기도 한 석학이다. 이 교수가 개발한 고체 전해질은 기존 고체 전해질의 단점으로 꼽히던 이온전도도를 100배나 향상시키면서, 동시에 고무와 같은 신축성을 확보했다.

이온전도도는 배터리 내부에서 이온이 얼마나 잘 이동할 수 있는지를 뜻하며, 이온전도도가 높아지면 배터리 내부에서 리튬 이온이 빠르게 이동할 수 있다. 이는 곧 배터리 성능이 좋아지는 것을 의미한다.

또 고체 전해질의 신축성이 뛰어나면, 배터리 내부에서 리튬이 나뭇가지처럼 뾰족하게 자라나는 '덴드라이트(dendrite)'로부터 전해질이 손상되지 않아 안전성을 확보할 수 있다.

회사는 이온전도도와 안전성을 동시에 확보하는 고체 전해질을 구현하는 것이 난제로 꼽혀왔던 만큼, 이 교수가 개발한 고체 전해질은 혁신적인 연구 성과로 평가 받는다고 소개했다. 이 같은 기술을 도입하면 한번 충전으로 현재 500㎞ 안팎인 전기자동차의 주행거리를 800㎞까지 늘릴 것으로 회사측은 기대했다.

SK이노베이션은 기존에 독자적으로 확보해온 전고체 배터리 기술과 이 교수의 연구 성과를 더해 전고체 배터리 개발에 박차를 가할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

SK이노베이션은 자체 연구는 물론, 적극적인 외부 협력으로 전고체 배터리 개발에 힘을 쏟고 있다. 지난해 10월 미국 솔리드파워와 기존 리튬이온 배터리 생산 설비에서 제조할 수 있는 전고체 배터리를 함께 개발하기 시작했다. 2020년부터는 노벨상 수상자로 잘 알려진 미 텍사스 대학의 존 굿이너프 교수와 협업을 이어오고 있다.

이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장은 "탁월한 연구 성과를 거둔 이승우 교수진과 협력해 꿈의 전지라 불리는 전고체 배터리 시대를 앞당길 것"이라고 말했다.김위수기자 withsuu@