SK온이 상온에서도 구동할 수 있는 리튬메탈 배터리용 고분자 전해질 개발에 성공했다.

전해질 성능 향상은 한 번 충전에 더 긴 운행 거리를 약속하는 것과 직결된다. 즉 전기차 주행 거리 연장이 가능해진다는 의미다. 

SK온은 고 굿 이너프 텍사스대학교 교수의 제자인 하디 카니 교수 연구팀과 신규 고분자 전해질인 ‘SIPE’를 개발했다고 16일 밝혔다.

굿 이너프 교수는 리튬이온 배터리 용량을 2배로 늘린 배터리 선구자다. 

2019년 97세에 노벨화학상을 받아 최고령 노벨상 수상 기록도 세웠다.

굿 이너프 교수팀은 2020년부터 SK온과 리튬메탈 배터리를 구현하기 위한 ‘고체 전해질’ 공동 개발을 진행해왔다. 

2023년 6월 별세 뒤 제자인 카니 교수가 연구팀을 이끌고 있다.

이번 연구는 전기화학 분야의 권위 있는 학술지 ‘일렉트로케미컬 소사이어티’에 실렸다.

고분자 전해질은 가격이 저렴하고 제조가 용이해 차세대 고체 배터리로 주목받고 있다. 

다만 산화물계나 황화물계보다 이온 전도도가 낮아 70∼80℃ 고온에서만 구동하는 점이 극복해야 할 과제로 꼽힌다.

SIPE는 이온 전도도와 리튬 이온 운반율을 개선해 이를 해결했다.

기존 고분자 전해질 대비 상온 이온 전도도를 약 10배까지 끌어올렸고 리튬 이온 운반율도 5배 가까이 늘렸다. 

리튬 이온 전도도와 운반율이 높아지면 배터리 출력과 충전 성능이 향상된다.

실험 결과, SIPE를 적용한 배터리는 저속 충방전 대비 고속 충방전을 할 때도 배터리 방전용량이 77%를 유지했다. 

또 SIPE는 높은 내구성을 갖춰 대량 생산이 가능하며, 열적 안전성이 우수해 250℃ 이상 고온에도 견딜 수 있다.

SK온은 차세대 복합계 고체 배터리에 SIPE를 적용하면 충전 속도와 저온 성능을 개선할 수 있을 것으로 기대하고 있다.