삼성전자는 전기자동차 핵심인 배터리부문에서 1회 충전에 800킬로미터(km)를 주행하고, 1000회 이상 배터리 재충전이 가능한 ‘전고체전지(All-Solid-State Battery)’ 기술을 공개했다. 삼성전자는 ‘전고체전지’ 기술로 차세대 배터리의 한계를 극복한다는 방침이다.
삼성전자 종합기술원은 ‘전고체전지’의 수명과 안전성을 높이고, 크기는 반으로 줄일 수 있는 원천기술을 세계적인 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’에 게재했다고 10일 밝혔다. 이번 연구는 삼성전자 일본연구소와 공동으로 진행됐다.
차세대 배터리로 주목받고 있는 전고체전지는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체가 아닌 고체로 대체한다. 이 전지는 현재 널리 사용 중인 리튬-이온전지와 비교해 대용량 배터리 구현이 가능하고, 안전성을 높인 게 특징이다.
문제는 전고체전지 내 배터리 음극 소재로 ‘리튬금속’이 사용되는 탓에 ‘덴드라이트(Dendrite)’가 생성된다는 점이었다. 덴드라이트는 배터리를 충전할 때 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체되며 나타나는 결정체다. 이 결정체는 배터리 분리막을 훼손해 전고체전지의 수명과 안전성을 낮추는 원인으로 알려져 있다.
삼성전자는 전고체전지 음극에 ‘석출형 리튬음극 기술’을 세계 최초로 적용해 덴드라이트 문제를 해결했다. 삼성전자는 이 기술을 통해 전고체전지의 안전성과 수명을 증가시켰고, 배터리 음극 두께를 얇게 만들어 에너지밀도를 높일 수 있었다고 강조했다.
임동민 삼성전자 종합기술원 마스터는 “이번 연구는 전기자동차의 주행거리를 혁신적으로 늘리는 핵심 원천기술”이라며 “전고체전지 소재와 양산 기술 연구를 통해 차세대 배터리 한계를 극복해 나가겠다”고 말했다.
[신아일보] 장민제 기자
