[이코노믹리뷰=김덕호 기자] 국내 연구진이 리튬전지의 에너지 밀도를 현재보다 10배 높일 수 있는 소재를 개발했다. 전기자동차, 에너지저장장치(ESS) 등 배터리의 에너지 저장 용량을 대폭 늘릴 수 있는 전기를 마련했다는 평가다.

18일 배터리업계에 따르면 한국과학기술연구원(KIST)은 조원일 에너지저장연구단 박사팀은 최근 리튬·알루미늄 합금 기반의 '리튬금속전지' 음극재를 개발했다. 이 음극재를 통해 현재 상용화된 '리튬이온전지'의 에너지 밀도보다 10배 가량 더 높은 배터리도 생산도 가능케 됐다.  

연구진에 따르면 리튬금속배터리는 이온 상태의 리튬이 아니라 '리튬 금속'을 사용하기 때문에 현존 최고 수준의 에너지 밀도를 갖을 수 있다. 그러나 음극재로써의 불안정성이 커 상용화 단계로 진입하지 못했다.

특히 리튬금속의 높은 반응성 때문에 폭발 위험이 크고, 배터리의 수명이 줄어드는 문제가 지적되어 왔다. 이에 연구팀은 리튬과 알루미늄 합금을 음극으로 사용해 에너지 밀도와 안정성을 높였다.

또 이황화몰리브덴을 리튬알루미늄 합금 표면에 일종의 인조보호막처럼 입혀 전지의 성능이 떨어지는 것도 막았다. 이를 통해 리튬금속전지 전해질 시스템을 최적화하고, 리튬이온전지 대비 수명을 두 배 이상 끌어올릴 수 있다.

조원일 박사는 "기존 리튬이온전지의 용량 한계가 예상됨에 따라 리튬금속전지 개발 요구가 점차 증가하고 있다"면서 "차세대 이차전지 개발의 핵심인 리튬 음극 안정화와 전해질 기술이 고용량 전지가 필요한 드론, 자율주행차, 에너지저장시스템(ESS) 등의 발전에 기여할 수 있기를 기대한다"고 말했다.