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삼성SDI 이승우 부사장 (이미지 = 삼성SDI 제공)

(서울=NSP통신) 최아랑 기자 = 삼성SDI 주도로 차세대 배터리의 핵심으로 꼽히는 리튬메탈 배터리의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 기술이 개발됐다. 회사에 따르면 현존 기술 중 에너지 밀도가 가장 높지만 짧은 수명이 고질적 과제였던 리튬메탈 분야에서 상용화의 결정적 돌파구를 마련했다고 밝혔다.

◆“덴드라이트 현상 억제… 논문 기준 ‘100사이클’ 수명 확보”

이번 연구의 핵심은 불소 성분 겔 고분자 전해질에 있다. 기존 리튬메탈 배터리는 충·방전 시 음극 표면에 결정체가 쌓이는 덴드라이트 현상으로 인해 수명이 수십 회 수준에 불과했다. 하지만 삼성SDI와 컬럼비아대 공동연구팀이 개발한 새로운 전해질은 음극 표면에 안정적인 계면을 형성해 이 문제를 해결했다. 취재 결과, 이번 기술을 적용할 경우 배터리 수명은 논문 기준 약 100사이클 수준까지 올라온 것으로 확인됐다. 이는 기존 수십 회 수준에 머물던 한계를 2-3배 이상 끌어올린 수치다. 배터리 업계 관계자는 “리튬메탈의 최대 약점이었던 수명과 안전성을 학술적으로 검증받았다는 점에서 상용화 단계의 유의미한 진전”이라고 평가했다.

◆웨어러블 넘어 전기차까지… 1.6배 에너지 밀도 특성

삼성SDI는 이번 기술이 스마트워치 등 웨어러블 기기를 넘어 전기차(EV)용 대형 셀로도 확장될 수 있을 것으로 보고 있다. 리튬메탈 배터리는 기존 삼원계 배터리 대비 에너지 밀도가 1.6배에 달한다.

이 수치는 리튬메탈 배터리의 일반적인 용량 특성에 대한 설명으로 셀 크기와 관계없이 동일 부피 기준 기존 배터리보다 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다. 이에 따라 소형 셀뿐 아니라 전기차용 대형 셀에도 동일한 특성이 적용된다.

◆결론 차세대 배터리 주도권과 K-배터리의 향방

주용락 삼성SDI 연구소장 부사장은 “국내외 연구 네트워크를 기반으로 차세대 배터리 기술 확보에 속도를 낼 것”이라며 초격차 전략을 공식화했다.

업계는 이번 연구 결과가 에너지 효율과 안전성을 대폭 개선한 새로운 기술 표준을 제시함으로써 향후 글로벌 차세대 배터리 시장 재편의 신호탄이 될 것으로 집중하고 있다.

NSP통신 최아랑 기자(arang2466@nspna.com)

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