SK온, 新고체전해질 개발… ‘꿈의 배터리’ 가속화

세계 최고 리튬이온전도도 달성
배터리 출력·충전속도 개선 기대

SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온전도도를 갖는 산화물계 신(新) 고체전해질을 개발하는 데 성공했다. 리튬이온전도도는 전해질 내 리튬이온의 이동 속도를 뜻한다. 속도가 빠를수록 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다. 차세대 배터리로 불리는 전고체배터리는 액체전해질 대신 불연성의 고체전해질을 사용하는 만큼 미래 배터리 개발에도 한층 속도가 붙을 전망이다.

SK온은 박희정 단국대 신소재공학과 교수 연구팀과 공동 개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구 결과가 세계적으로 저명한 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 표지 논문에 실렸다고 31일 밝혔다. SK온과 단국대 공동 연구팀은 국내외 특허 출원도 완료했다.

공동 연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 ‘Li-La-Zr-O(리튬-란타넘-지르코늄-산소·LLZO)’의 첨가물질을 조정해 리튬이온전도도를 기존보다 70% 개선, 세계 최고 수준으로 높였다고 설명했다. SK온 관계자는 “리튬이온전도도가 높아지면 안정성이 떨어지는데 공동 연구팀은 LLZO의 미세구조를 균일하게 제어하는 기술로 극복했다”고 말했다. 이 고체전해질을 활용하면 배터리 용량도 크게 늘릴 수 있을 것으로 보인다. 액체전해질을 사용한 리튬이온배터리(LiB)의 최대 사용 전압은 최대 4.3볼트(V)지만, 산화물계 고체전해질을 사용할 경우 최대 5.5V까지 늘어난다. 이를 배터리 제작에 적용할 경우 이론적으로는 배터리 용량을 최대 25% 늘릴 수 있다.

장병철 기자 jjangbeng@munhwa.com