SK온, 리튬메탈 배터리용 고분자 전해질 개발…“상온 구동 가능”

SK온·텍사스대학교 로고

SK온은 상온에서 구동할 수 있는 리튬메탈 배터리용 고분자 전해질을 개발했다고 16일 밝혔다.

고분자 전해질은 가격이 저렴하고 제조가 용이해 차세대 고체 배터리 소재로 주목받고 있지만, 이온전도도가 낮아 70~80도 고온에서만 구동된다는 점이 한계다.

SK온이 하디 카니 텍사스대학교 교수 연구팀과 개발한 고분자 전해질인 'SIPE'는 상온 이온전도도가 기존 고분자 전해질 대비 10배 높고, 리튬이온 운반율은 5배 개선돼 상온 구동이 가능하다고 설명했다. 리튬이온 전도도와 운반율이 높아지면 배터리 출력과 충전 성능이 향상된다.

SK온은 SIPE를 적용한 배터리의 고속 충방전시 배터리 방전 용량이 저속 충방전 대비 77%로 유지됐다고 밝혔다. 고속 충전시 방전 용량 저하를 최소화했으며, 고체 전해질 계면 안전성을 높여 리튬메탈 배터리 수명과 안전성을 높일 수 있다고 부연했다.

아울러 SIPE는 높은 기계적 내구성을 갖춰 대량생산이 가능하고, 열적 안전성이 우수해 250도 이상 고온에도 견딜 수 있다고 덧붙였다. 차세대 복합계 고체 배터리의 충전 속도 향상과 성능 개선이 예상된다.

SK온은 고분자 산화물 복합계와 황화물계 등 두 종류의 전고체 배터리를 개발 중이다. 내년 하반기까지 대전 황화물계 차세대 배터리 플랜트를 완공, 각각 2028년과 2029년에 상용화 시제품을 생산하는 게 목표다.

김태경 SK온 차세대배터리센터장은 “이번 연구 성과를 바탕으로 고분자 전해질을 적용한 고체 배터리 개발 속도를 높일 수 있을 것”이라며 “신규 소재 기술 경쟁력을 바탕으로 차세대 배터리 분야 성장 기회를 선점하겠다”고 말했다.

이호길 기자 eagles@etnews.com