SK온이 상온에서도 구동할 수 있는 리튬메탈 배터리용 고분자 전해질 공동개발에 성공했다.
SK온은 하디 카니 교수 연구팀과 신규 고분자 전해질인 'SIPE(single-ion conducting polymer electrolyte)'를 개발했다고 16일 밝혔다. 이를 통해 고체 배터리 성능 개선에 기여하고, 나아가 전고체 배터리 개발에도 속도를 높일 것으로 기대된다.
고분자 전해질은 가격이 저렴하고 제조가 용이해 차세대 고체 배터리 소재로 각광받는다. 하지만 산화물계, 황화물계에 비해 이온전도도가 낮아 70~80°C의 고온에서만 구동하는 점이 극복해야 할 과제 중 하나로 꼽혔다.
SIPE는 이온전도도와 리튬 이온 운반율을 개선해 이를 해결했다. 기존 고분자 전해질 대비 상온 이온전도도를 약 10배까지 끌어올렸으며, 리튬 이온 운반율 역시 0.2에서 0.92로 5배 가까이 늘렸다. 상온 구동이 가능한 배경이다.
이온전도도는 물질의 이온전도 경향을 나타내는 척도로 수치가 클수록 전해질에서 이온이 움직이기 용이하다. 운반율은 전하 입자가 전기를 나르는 분담의 비율이다.
리튬이온 전도도와 리튬 이온 운반율이 높아지면 배터리 출력 및 충전 성능 또한 향상된다.
이 밖에도 SIPE는 높은 기계적 내구성을 갖춰 대량생산이 가능하다. 열적 안전성도 우수해 250℃ 이상 고온에도 견딜 수 있다. 차세대 복합계 고체 배터리에 적용할 경우 충전 속도와 저온 성능을 개선할 것으로 기대된다.
김태경 SK온 차세대배터리센터장은 "고분자 전해질을 적용한 고체 배터리 개발에 한층 속도를 높일 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
김재원 기자 jkim@segye.com
