작년 노벨상 굿이너프 교수와
리튬메탈 고체전해질 공동연구
부피 줄여 주행거리 확대 가능
리튬메탈 고체전해질 공동연구
부피 줄여 주행거리 확대 가능
SK이노베이션 제공
[디지털타임스 박정일 기자] SK이노베이션이 노벨화학상을 받은 세계적인 석학과 손잡고 차세대 배터리 개발에 나선다.
SK이노베이션은 지난해 노벨화학상 수상자인 존 굿이너프(JohnB. Goodenough) 미국 텍사스대학교 교수와 함께 차세대 배터리 기술 개발에 나선다고 30일 밝혔다. 올해 98세인 굿이너프 교수는 지난해 노벨상을 받을 때 역대 최고령 수상자로 화제를 모은 인물이다.
SK이노베이션과 굿이너프 교수는 차세대 배터리 중 하나로 평가받는 리튬 메탈(Lithium-Metal) 배터리를 구현하기 위한 '고체 전해질' 연구를 진행한다. 리튬-메탈 배터리란 리튬이온배터리의 음극재인 흑연 또는 실리콘을 리튬 메탈로 대체해 에너지 밀도를 1000Wh/ℓ 이상으로 향상시킬 수 있는 차세대 배터리 기술이다.
리튬 메탈 배터리를 만들기 위해서는 덴드라이트'(수지상결정) 현상을 해결해야 한다. 덴드라이트는 배터리를 충전할 때 리튬이 음극 표면에 적체하며 나타나는 나뭇가지 모양의 결정체로, 배터리 분리막을 훼손해 수명과 안전성을 낮춘다.
SK이노베이션은 굿이너프 교수와 공동 개발하는 고체 전해질이 덴드라이트 현상을 막을 것으로 보고 있다. 기존 액체 상태 전해질에서 이온이 불균일하게 리튬 금속과 접촉하며 덴드라이트가 생기는 반면, 고체 전해질에서는 이온의 움직임을 통제하기 쉬워져 덴드라이트를 막을 수 있다는 설명이다.
SK이노베이션에 따르면 현재 주류를 이루는 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도 한계치가 800Wh/ℓ정도로 거론되나, 리튬 메탈 배터리는 에너지 밀도를 1000Wh/ℓ 이상으로 크게 높여 부피를 줄일 수 있다. 이에 따라 전기차에 더 많은 배터리를 탑재해 주행거리를 크게 늘리거나 차체를 가볍게 만들 수 있다.
이성준 SK이노베이션 기술혁신연구원장은 "리튬이온 배터리 시대를 개척해 배터리 산업에 크게 기여한 굿이너프 교수와 혁신적인 차세대 리튬 메탈 배터리를 함께 개발하는 것은 회사뿐만 아니라 산업에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.
SK이노베이션은 전기차 배터리 업계에서는 후발주자로 알려져 있지만, 사실 1992년 전기차 개발과 연구를 시작했다. 1993년에는 한 번 충전으로 약 120㎞를 달릴 수 있는 전기차와 배터리를 개발했다. 본격적으로 전기차용 배터리 제조를 시작한 시기는 2010년대 초반으로 글로벌 업체들과 비슷한 시기다.
이 같은 연구개발 노력 끝에 NCM811(니켈 80%, 코발트 10%, 망간 10%) 양극재를 적용한 배터리도 2016년 세계 최초로 개발하고 2018년부터 양산 중이다. 더 나아가 작년에는 NCM9 1/2 1/2(니켈 90%, 코발트 5%, 망간 5%) 양극재를 채택한 배터리 개발도 세계 최초로 성공했다.
차세대 배터리 개발을 비롯한 전기차 배터리 사업은 SK이노베이션 뿐 아니라 그룹 차원에서도 핵심 미래 성장동력 가운데 하나로 집중 육성하는 사업이다. 실제로 최태원 SK그룹 회장은 지난 7일 정의선 현대자동차그룹 수석부회장과 만나 배터리를 포함한 차세대 모빌리티 전반에 대한 협력 방안을 논의한 바 있고, 이후 구체적인 협력 방안에 대한 실무적인 협의를 진행 중인 것으로 전해졌다.
박정일기자 comja77@dt.co.kr
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