'꿈의 배터리' 선점 나선다.. SK온, 新고체전해질 개발

세계 최고 리튬이온전도도 확보
용량 25% 늘려 전고체 경쟁 우위

SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온 전도도를 갖는 산화물계 고체전해질 공동개발에 성공했다. 해당 고체전해질이 적용된 리튬이온 배터리는 이론상 배터리 용량을 25%까지 획기적으로 늘릴 수 있다.

SK온은 8월 31일 단국대 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구결과가 세계적으로 저명한 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스' 표지논문에 게재됐다고 밝혔다. SK온과 단국대 공동연구팀은 해당 기술에 대해 국내외 특허 출원도 완료했다.

SK온에 따르면 이 고체전해질은 리튬이온 전도도를 크게 높이고, 대기 안정성까지 확보했다. 리튬이온 전도도는 전해질 내 리튬이온의 이동속도로, 속도가 빠를수록 이차전지 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다.

양측 연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 리튬-란타넘-지르코늄-산소(LLZO)의 첨가물질 조정을 통해 리튬이온 전도도를 기존보다 70% 개선했다. 또 미세구조 제어기술을 활용, 안전성을 높였다. SK온 관계자는 "고체전해질은 통상 수분(H2O)과 이산화탄소(CO2)에 취약해 장시간 대기에 노출되면 전해질로서의 기능이 떨어지지만 이번 고체전해질은 매우 우수한 안정성을 보였다"고 설명했다.

배터리 용량도 늘릴 수 있다. 액체전해질을 사용한 리튬이온 배터리(LiB)의 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% 늘리는 것이 가능하다.

최경환 SK온 차세대배터리연구센터장은 "이온전도도와 대기안정성을 모두 갖춘 이 고체전해질은 고품질 전고체배터리를 만들기 위한 혁신기술로 파급효과가 매우 클 것"이라며 "압도적인 미래 기술경쟁력을 바탕으로 향후 차세대 배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나가겠다"고 말했다.