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[이데일리 김정유 기자] SK이노베이션(096770)은 지난해 노벨화학상 수상자 존 굿이너프(사진) 미국 텍사스대학교 교수와 국내 최초로 차세대 배터리 기술개발에 나선다고 30일 밝혔다.
굿이너프 교수는 리튬이온 배터리 시대를 연 인물이자, 지난해 노벨상 수상 당시 97세 최고령 수상자로도 유명하다. SK이노베이션은 굿이너프 교수와 차세대 배터리 중 하나인 리튬메달 배터리 구현을 위한 ‘고체 전해질’ 연구를 추진한다. 리튬 메탈 배터리는 음극재에 금속을 사용해 에너지 밀도를 크게 높여준다.
리튬 메탈 배터리를 만들기 위해서는 ‘덴드라이트’(Dendrite) 현상을 해결해야한다. 덴드라이트 현상은 배터리 충전시 리튬이 음극 표면에 쌓이며 생기는 나뭇가지 모양의 결정체다. 이는 배터리 성능을 떨어뜨리고 양극과 음극이 만나지 못하게 하는 분리만을 훼손해 화재나 폭발을 유발한다.
SK이노베이션이 굿이너프 교수와 공동개발하게 될 고체 전해질은 덴트라이트 현상을 막을 수 있다. 현재 액체상태인 전해질에서는 이온이 불균일하게 리튬금속과 접촉해 덴드라이트를 만든다. 하지만 고체 전해질에서는 이온의 움직임을 통제하기가 쉬워 덴드라이트를 막을 수 있다.
현재 리튬이온 배터리 에너지 밀도의 한계치는 800Wh/L 수준이다. 반면 리튬 메탈 배터리는 에너지 밀도를 1000Wh/L 이상으로 크게 높일 수 있다. 에너지 밀도가 높아지면 부피를 적게 차지하는 만큼 전기차에 더 많은 배터리를 넣어 주행거리를 늘리거나 경량화할 수 있다.
이번 공동기술 개발과 관련해 굿이너프 교수는 “SK이노베이션과 함께 차세대 배터리 시대를 열 것으로 기대한다” 라고 말했다. 이성준 SK이노베이션 기술혁신연구원장도 “배터리 산업의 오늘을 만들어 준 굿이너프 교수와 혁신적인 차세대 리튬 메탈 배터리를 함께 개발하는 것은, SK이노베이션뿐 아니라 관련 산업에도 큰 도움이 될 것”이라며 “한국의 유력 배터리 기업과 미국의 세계 최고 석학이 함께하는 만큼 배터리 산업 발전에도 크게 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다.
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