SK이노, 이온 전도 100배 빠른 '꿈의 배터리' 연구 박차

이승우 조지아 공대 교수진과 협력
배터리 성능 가늠자 이온전도도↑
신축성↑, 전해질 손상 막아 안전성 확보

이승우 미국 조지아 공대 교수가 개발한 고체 전해질(사진)은 기존 고체 전해질의 단점으로 꼽히던 이온전도도를 100배나 향상시킨 동시에 고무와 같은 신축성도 확보했다. SK이노베이션 제공

SK이노베이션은 차세대 전고체 배터리 시대를 앞당기기 위해 이승우 미국 조지아 공대 교수 연구진과 협력하기로 했다고 16일 밝혔다. SK이노베이션은 독자적으로 확보한 전고체 배터리 기술에 이 교수진의 연구 성과를 더해, 전고체 배터리 개발에 박차를 가할 계획이다.

전고체 배터리는 현재 배터리에 적용되는 액체 형태 전해질을 고체로 바꾼 배터리다. 배터리의 용량은 늘리면서 무게와 부피, 화재 위험을 현저히 줄일 수 있어 미래 배터리로 각광받고 있지만, 아직 개발까지 넘어야 할 산도 많다. ‘꿈의 배터리’로 불리는 이유다. SK이노베이션 측은 "전기차 시장의 ‘게임 체인저’가 될 수 있는 전고체 배터리 분야에서 이 교수 연구진과 협업 체계를 갖췄다"고 설명했다. 이 교수가 한국과학기술원(KAIST)와 공동으로 개발한 고무 형태 고분자 고체 전해질 관련 논문은 지난 13일 국제 학술지인 ‘네이처’에 소개된 바 있다.

국제 학술지 '네이처'지에 지난 12일(현지시간) 게재된 이승우 미국 조지아공대 교수진 등의 공저 논문. 네이처 홈페이지 캡처

그동안 고체 전해질 연구에 있어서, 이온전도도와 안전성을 동시에 확보하는 것은 난제로 꼽혀왔다. 이 교수가 개발한 고체 전해질은 혁신적인 연구 성과로 평가된다. 기존 고체 전해질의 단점으로 꼽히던 이온전도도를 100배나 향상시키는 동시에 고무와 같은 신축성을 확보했기 때문이다. 이온전도도는 배터리 내부에서 이온이 잘 이동할 수 있는 정도를 말한다. 이온전도도가 높아지면 배터리 내부의 리튬 이온이 빠르게 전달되면서 배터리 성능도 향상된다. 또한 고체 전해질 신축성이 뛰어나면, 배터리 내부에서 리튬이 나뭇가지처럼 뾰족하게 자라나는 ‘덴드라이트’로부터 전해질이 손상되지 않아 안전성을 확보할 수 있다. 이 기술을 도입하면 한 차례 충전으로 현재 500㎞가량인 전기자동차 주행거리가 800㎞까지 늘어날 것으로 전망된다.

이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장은 ”탁월한 연구 성과를 거둔 이승우 교수진과 협력해 꿈의 전지로 불리는 전고체 배터리 시대를 앞당겨 회사의 기술 경쟁력을 강화하는 한편 인류의 편의에 기여할 것”이라고 말했다.

박지연 기자 jyp@hankookilbo.com