SK이노, 한번 충전으로 800㎞ 달릴 ‘전고체 배터리’ 개발 박차 - 이코노미스트

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SK이노, 한번 충전으로 800㎞ 달릴 ‘전고체 배터리’ 개발 박차

'꿈의 배터리'로 불려 …무게·부피·화재 위험 줄이고 배터리 용량 늘려
이승우 美 조지아공대와 협력…전기차 주행거리 500㎞→800㎞ 향상 전망

고체 전해질. [사진 SK이노베이션]

SK이노베이션이 미국 조지아 공대(Georgia Tech) 이승우 교수진과 차세대 전고체 배터리 시대를 앞당기기 위해 협력하기로 했다고 16일 밝혔다.

전고체 배터리는 현재 배터리에 적용되는 액체 형태 전해질을 고체로 바꾼 배터리다. 배터리 용량은 늘리면서 무게와 부피, 화재 위험 등을 줄일 수 있어 미래 배터리로 각광받고 있다. 하지만 아직 개발까지 넘어야 할 난제가 많아 ‘꿈의 배터리’로 불린다.

SK이노베이션은 이를 위해 이 교수 연구진과 전기차 시장의 ‘게임 체인저’가 될 수 있는 전고체 배터리 분야에서 협업 체계를 갖춘 것이다.

이승우 교수는 카이스트(KAIST)와 공동으로 혁신적인 고무 형태 고분자 고체 전해질을 개발해, 세계적인 학술지인 '네이처(Nature)'지에 지난 13일 논문이 소개되는 등 해당 분야의 석학이다. 이 교수가 개발한 고체 전해질은 기존 고체 전해질의 단점으로 꼽히던 이온전도도를 100배나 향상하며 동시에 고무와 같은 신축성까지 확보했다.

이온전도도는 배터리 내부에서 이온이 얼마나 잘 이동할 수 있는지를 말한다. 이온전도도가 높아지면 배터리 내부에서 리튬 이온이 빠르게 전달될 수 있다. 이는 배터리 성능이 좋아지는 것을 뜻한다. 고체 전해질 신축성이 뛰어나면, 배터리 내부에서 리튬이 나뭇가지처럼 뾰족하게 자라나는 ‘덴드라이트(dendrite)’로부터 전해질이 손상되지 않아 안전성도 확보할 수 있다.

이 교수가 개발한 고체 전해질은 혁신적인 연구 성과로 평가받는다. 이온전도도와 안전성을 동시에 확보하는 고체 전해질을 구현하는 것이 난제로 꼽혀왔기 때문이다. 이 같은 기술을 도입하면 한번 충전으로 현재 500㎞가량인 전기자동차 주행거리가 800㎞까지 가능할 것으로 전망된다.

SK이노베이션은 독자적으로 확보해온 전고체 배터리 기술과 이승우 교수의 연구 성과를 더해 전고체 배터리 개발에 박차를 가할 수 있다. SK이노베이션은 자체 연구는 물론, 적극적인 외부 협력을 통해 전고체 배터리 개발에 힘을 쏟고 있다. 지난해 10월 미국 솔리드파워와 기존 리튬이온 배터리 생산 설비에서 제조할 수 있는 전고체 배터리를 함께 개발하기 시작했다. 2020년부터는 노벨상 수상자로 잘 알려진 미 텍사스 대학 존 굿이너프(John Goodenough) 교수와 협업을 이어오고 있다.

이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장은 “탁월한 연구 성과를 거둔 이승우 교수진과 협력해 꿈의 전지라 불리는 전고체 배터리 시대를 앞당겨 회사의 기술 경쟁력을 강화하는 한편 인류의 편의에 기여할 것”이라고 말했다.

허인회 기자 heo.inhoe@joongang.co.kr