SK온, 新고체전해질 개발… 차세대배터리 경쟁력 강화

리튬이온전도도 세계 최고 수준
배터리 출력·충전속도 향상 기대

SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온전도도를 갖는 산화물계 신(新)고체전해질 공동개발에 성공했다.

SK온은 31일 단국대학교 신소재공학과 박희정 교수 연구팀과 공동 개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구결과가 저명 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 표지논문으로 게재됐다고 밝혔다.

SK온과 단국대 공동 연구팀은 해당 기술의 국내외 특허 출원도 완료했다.

이 고체전해질은 리튬이온전도도를 크게 높이고, 대기 안정성도 확보했다는 것이 SK온의 설명이다. 리튬이온전도도는 전해질 내 리튬 이온의 이동 속도로, 속도가 빠를수록 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다.

연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 LLZO(리튬·란타넘·지르코늄·산소)의 첨가물질을 조정하는 방식으로 리튬이온전도도를 기존보다 70% 개선해 세계 최고 수준으로 높였다. 안정성이 떨어지는 문제는 LLZO의 미세구조를 균일하게 제어하는 기술로 극복했다.

배터리 용량도 늘릴 수 있다. 액체전해질을 사용한 리튬이온배터리(LiB)의 최대 사용 전압은 최대 4.3V이지만, 산화물계 고체전해질을 사용할 경우 최대 5.5V까지 늘어난다.

SK온은 전고체배터리 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대하고 있다. 이번에 개발한 고체전해질은 차세대배터리로 꼽히는 리튬-황 배터리와 리튬-공기 배터리를 전고체화할 수 있는 소재로도 활용할 수 있다. SK온이 개발 중인 고분자-산화물 복합 전고체배터리에도 적용 가능하다. 최경환 SK온 차세대배터리연구센터장은 “이 고체전해질은 고품질의 전고체배터리를 만들기 위한 혁신 기술로 파급효과가 매우 클 것”이라며 “미래 기술 경쟁력을 바탕으로 향후 차세대배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나가겠다”고 밝혔다.

백소용 기자 swinia@segye.com