삼성 SDI 본사 입구. /뉴스1

삼성SDI가 23일 ‘차세대 배터리’로 불리는 리튬메탈 배터리의 상용화를 앞당길 핵심 기술을 개발했다고 밝혔다. 미국 컬럼비아대와 공동 연구를 통해 수명과 안전성을 동시에 개선한 새로운 전해질 조성을 확보했다는 설명이다.

리튬메탈 배터리는 기존 삼원계 배터리보다 에너지 밀도가 1.6배 높아 차세대 웨어러블 기기 등 미래 산업의 핵심 기술로 꼽힌다. 그러나 충방전 가능 횟수가 수십 회에 그쳐 상용화에 제약이 있었다.

공동연구팀은 불소 기반 겔 고분자 전해질을 적용해 음극 표면에 안정적인 보호층을 형성하는 기술을 개발했다. 이를 통해 배터리 성능 저하의 주범으로 지목돼온 덴드라이트 형성을 억제했다.

덴드라이트는 충전 시 리튬이 음극에 쌓이면서 형성되는 결정체로, 내부 단락과 화재 위험을 높이는 요인으로 알려져 있다.

이번 연구 성과는 에너지 분야 권위지인 줄(Joule) 최신호에 게재됐다. 줄은 셀(Cell)을 발행하는 미국 셀 프레스(Cell)가 2017년 창간한 저널이다.

논문에는 삼성SDI와 삼성SDI 미국 연구소, 컬럼비아대 연구진이 공동 저자로 참여해 글로벌 산학 협력 사례로 평가받고 있다.

주용락 삼성SDI 연구소장(부사장)은 “기존 취약점으로 지적되던 안전성을 개선했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.