[서울=뉴스핌] 조승진 기자=SK온이 상온에서도 구동할 수 있는 리튬메탈 배터리용 고분자 전해질 공동개발에 성공했다.
SK온은 미국 텍사스대의 하디 카니 교수 연구팀과 신규 고분자 전해질 'SIPE'를 개발했다고 16일 밝혔다. 이 연구는 전기화학 분야의 권위 있는 학술지 '일렉트로케미컬 소사이어티'에 실렸다.
하디 카니 교수는 고(故) 굿 이너프 텍사스대 교수의 제자다. 지난해 6월 사망한 굿 이너프 교수는 리튬이온 배터리 용량을 2배로 늘린 배터리 선구자다. 2019년 97세에 노벨화학상을 받아 최고령 노벨상 수상 기록을 보유하기도 했다. 그의 사망 후 제자인 카니 교수가 연구팀을 이끌고 있다.
고분자 전해질은 가격이 저렴하고 제조가 용이해 차세대 고체 배터리로 이목을 끈다.
하지만 산화물계나 황화물계보다 이온 전도도가 낮아 70∼80℃ 고온에서만 구동하는 점이 극복해야 할 과제다.
SIPE는 이온 전도도와 리튬 이온 운반율을 개선해 이를 해결했다. 기존 고분자 전해질 대비 상온 이온 전도도를 약 10배까지 끌어올렸으며, 리튬 이온 운반율도 0.2에서 0.92로 5배 가까이 늘렸다.
리튬 이온 전도도와 운반율이 높아지면 배터리 출력과 충전 성능이 향상된다.
실험 결과 SIPE를 적용한 배터리는 저속 충·방전 대비 고속 충·방전 시에도 배터리 방전용량이 77%를 유지했다.
또 SIPE는 높은 기계적 내구성을 갖춰 대량생산이 가능했다. 열적 안전성이 우수해 250℃ 이상 고온에도 견딜 수 있다.
SK온은 차세대 복합계 고체 배터리에 SIPE를 적용하면 충전 속도와 저온 성능을 개선할 것으로 전망한다.
SK온은 고분자-산화물 복합계와 황화물계 전고체 배터리를 개발 중이다. 각각 2025년과 2026년에 파일럿 시제품을, 2028년과 2029년에 상용화 시제품을 생산한다는 목표다.
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