이승우 삼성SDI 부사장. [사진=삼성SDI]

미국 컬럼비아대와 '겔 고분자 전해질' 개발…수명·안전성 동시 개선

에너지 밀도 1.6배 달해…국제 저명 학술지 '줄(Joule)' 논문 게재

[디지털데일리 배태용기자] 삼성SDI가 미국 컬럼비아 대학교와의 공동 연구를 통해 차세대 '리튬메탈 배터리'의 수명과 안전성을 획기적으로 높일 수 있는 기술적 돌파구를 마련했다.

23일 삼성SDI는 컬럼비아 대학과 산학협력을 맺고 리튬메탈 배터리의 한계를 극복할 수 있는 새로운 전해질 조성을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.

리튬메탈 배터리는 기존 삼원계 배터리 대비 에너지 밀도가 1.6배 높아 웨어러블 기기 등 미래 산업을 이끌 핵심 기술로 꼽힌다. 하지만 충방전 가능 횟수가 수십 회 수준에 불과하고 수명이 짧아 상용화에 큰 제약이 따랐다.

삼성SDI와 컬럼비아대 공동연구팀은 불소 성분을 활용한 새로운 '겔 고분자 전해질'을 적용해 이 같은 난제를 해결했다. 이 전해질은 음극 표면에 안정적인 계면을 형성, 배터리 충전 시 리튬이 음극 표면에 쌓여 수명과 안전성을 떨어뜨리는 '덴드라이트(Dendrite)' 현상을 효과적으로 억제한다.

이번 연구 결과는 배터리 업계의 '게임체인저'가 될 기술적 접근법을 제시했다는 평가를 받으며 세계 최고 권위의 에너지 분야 학술지 '줄(Joule)' 최신호에 게재됐다. 줄(Joule)은 세계 3대 학술지 '셀(Cell)'을 발행하는 미국 셀 프레스가 창간한 저명한 저널이다.

해당 논문에는 삼성SDI 연구소의 이승우 부사장과 우현식 프로, 삼성SDI 미국 연구소(SDIRA)의 김용석 소장과 양 리(Yang Li)·위안위안 마(Yuanyuan Ma) 프로, 컬럼비아대 위안 양(Yuan Yang) 교수 등이 공동 저자로 등재되며 성공적인 글로벌 산학 협력 사례를 남겼다.

주용락 삼성SDI 연구소장(부사장)은 "이번 논문은 취약점으로 지적되던 리튬메탈 배터리의 안전성을 개선한 기술이 학술적으로 검증받았다는 데 큰 의미가 있다"며 "앞으로도 국내외 연구 네트워크를 기반으로 차세대 배터리 기술 확보에 속도를 낼 것"이라고 강조했다.

공동 연구를 진행한 위안 양 컬럼비아대 교수는 "이번 연구 성과로 인해 차세대 배터리의 상용화에 한 걸음 다가서게 됐다"고 평가했다.

기사출처: 디지털데일리 배태용 기자