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SK이노베이션, '노벨상' 수상자와 차세대 배터리 공동 개발'리튬 메탈 배터리' 구현 위해 고체 전해질 연구

[이코노믹리뷰=박민규 기자] SK이노베이션이 지난해 노벨화학상 수상자인 굿 이너프 미국 텍사스대학교 교수와 손잡고 차세대 배터리 개발에 나선다.

노벨상 수상 당시 97세로 최고령 수상자로 주목 받기도 했던 굿 이너프 교수는 현재 주류를 이루는 리튬 이온 배터리의 시대를 연 인물로 평가 받는다.

▲ 굿 이너프 미국 텍사스대학교 교수가 최근 98세 생일을 맞은 모습. 출처=SK이노베이션

SK이노베이션은 차세대 배터리로 기대를 모으고 있는 '리튬 메탈 배터리' 관련 기술을 굿 이너프 교수와 공동 연구하기로 했다고 지난달 30일 밝혔다.

배터리의 4대 소재 가운데 하나인 음극재에 금속을 사용해 에너지 밀도를 크게 높이는 원리인 리튬 메탈 배터리의 경우, 덴드라이트 현상을 해결해야 만들 수 있다. SK이노베이션과 굿 이너프 교수는 이를 위한 방법으로 '고체 전해질' 연구를 진행한다.

덴드라이트 현상은 차세대 배터리 개발을 위해 반드시 극복해야 할 문제로 거론된다. 덴드라이트란 배터리 충전 시 리튬이 음극 표면에 쌓이면서 생기는 나뭇가지 모양의 결정체로, 배터리 성능을 떨어뜨릴 뿐 아니라 뾰족하게 쌓이면서 분리막을 찢어 화재나 폭발을 유발할 수 있다.

현재 쓰이는 배터리의 경우 전해질이 액체 상태로, 이온이 불균일하게 리튬 금속과 접촉해 덴드라이트를 만든다. 하지만 고체 전해질에서는 이온의 움직임을 통제하기가 쉬워, 덴드라이트를 방지할 수 있게 된다.

리튬 이온 배터리의 에너지 밀도는 800Wh/L가 한계치로 언급되는 반면, 리튬 메탈 배터리는 에너지 밀도를 1000Wh/L 이상으로 크게 높일 수 있다. 에너지 밀도가 높아지면 부피는 작아진다. 따라서 전기자동차에 더 많은 배터리를 넣어 주행거리를 크게 늘리거나, 차체를 가볍게 만들 수 있다.

굿이너프 교수는 "SK이노베이션과 함께 차세대 배터리 시대를 열 것으로 기대한다"고 말했다.

이성준 SK이노베이션 기술혁신연구원장은 "배터리 산업의 오늘날을 열어 준 굿이너프 교수와 함께 혁신적인 리튬 메탈 배터리를 개발하는 것은 SK이노베이션뿐 아니라 배터리 산업에도 큰 도움이 될 것"이라며 "세계 최고 석학이 함께하는 만큼 배터리 산업 발전에도 크게 기여할 수 있을 것"이라고 언급했다.

박민규 기자  |  minq@econovill.com  |  승인 2020.08.01  16:34:15
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