SK온, 新고체전해질 개발… 배터리 충전은 빠르게 출력은 높게

SK온이 박희정 단국대학교 신소재공학과 교수 연구팀과 산화물계 신(新)고체전해질을 공동개발했다고 31일 밝혔다. 사진은 SK온이 지난 3월 인터배터리 전시회에서 공개한 고분자복합계 전고체배터리 개발품. /사진=SK온 제공

SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온전도도를 갖는 산화물계 신(新)고체전해질 공동개발에 성공했다. 리튬이온전도도는 전해질 내 리튬 이온의 이동 속도다. 속도가 빠를수록 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다.

SK온은 박희정 단국대학교 신소재공학과 교수 연구팀과 공동 개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구결과가 유명 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 표지논문에 게재됐다고 31일 밝혔다. SK온과 단국대 공동 연구팀은 해당 기술에 대해 국내외 특허 출원도 완료했다.

이 고체전해질은 리튬이온전도도를 높이고 대기 안정성까지 확보했다. SK온·단국대 연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 리튬·란타넘·지르코늄·산소(LLZO) 첨가물질 조정을 통해 리튬이온전도도를 기존보다 70% 개선했다. 리튬이온전도도가 높아지면 안정성이 떨어지는데 SK온·단국대 연구팀은 이를 LLZO의 미세구조를 균일하게 제어하는 기술로 극복했다.

액체전해질을 사용한 리튬이온배터리의 최대 사용 전압은 4.3V지만 산화물계 고체전해질을 사용할 경우 최대 5.5V까지 늘어난다. 배터리 제작에 적용할 경우 이론적으로 배터리 용량을 최대 25% 늘리는 것도 가능하다.

이 고체전해질은 현재 니켈·코발트·망간(NCM) 양극재를 기반으로 하는 전고체배터리 외에도 차세대배터리로 꼽히는 리튬-황 배터리와 리튬-공기 배터리를 전고체화할 수 있는 소재로 활용할 수 있다.

최경환 SK온 차세대배터리연구센터장은 "이온전도도와 대기 안정성을 모두 갖춘 이 고체전해질은 고품질 전고체배터리를 만들기 위한 혁신 기술"이라며 "미래 기술 경쟁력을 바탕으로 향후 차세대배터리 분야 성장 기회를 선점해 나가겠다"라고 밝혔다.

김동욱 기자 ase846@mt.co.kr
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