SK이노베이션, 미국 배터리 기술업체와 손잡고 차세대 배터리 개발

SK이노베이션이 차세대 배터리인 '리튬 금속 전지'에 적용되는 전도성 유리 분리막 개발을 위해 미국 업체와 손을 잡았다. 리튬 금속 전지는 에너지 밀도가 리튬 이온 전지보다 두 배 가량 높아 전지의 효율성이 크게 향상된다. 전도성 유리 분리막은 이 전지의 핵심소재로 꼽힌다.

SK이노베이션은 18일(현지시간) 미국 캘리포니아 버클리에서 폴리플러스 배터리사와 '리튬 금속 전지 개발을 위한 공동 개발협약'을 맺었다고 19일 밝혔다. 이번 협약은 SK이노베이션 기술혁신연구원이 지난해부터 시행한 '오픈 이노베이션(개방형 혁신)'을 통한 기술 확보의 첫 번째 사례다.

SK이노베이션은 신기술 선점을 위해 기술기업, 대학, 연구기관 등과 협업하고 있으며 현재 수 십개의 과제를 진행하고 있다.

SK이노베이션은 이번 협약으로 '리튬 금속 전지' 개발을 위한 '전도성 유도 분리막' 연구 개발에 자금을 투자한다. 앞으로 지분 투자 및 기술 라이선스 확보 옵션도 검토 중이다.

리튬 금속 전지는 흑연대비 10배 이상의 용량을 지닌 리튬 음극을 사용하기 때문에 에너지 밀도가 약 1000Wh/ℓ 수준으로 일반 리튬 이온 전지보다 두 배 가량 높은 미래 전기차 배터리 모델 중 하나다. 에너지 밀도가 높으면 주행거리가 길어진다.

다만 배터리 충전 과정에서 음극 표면에 리튬이 적체되는 덴드라이트(Dendrite, 금속 표면 어느 한 부분에 비정상적으로 생성되는 나뭇가지 모양의 결정)가 발생, 분리막을 통과·훼손해 화재가 일어난다는 한계가 있다. SK이노베이션은 "전도성 유리 분리막은 이러한 덴드라이트가 분리막을 통과하지 못하도록 억제해 리튬 금속 전지를 안정화 시킨다는 점에서 리튬 금속 전지 상용화를 위한 핵심 소재로 꼽힌다"고 밝혔다.

SK이노베이션은 오는 2021년 하반기까지 전도성 유리 분리막에 대한 연구를 마무리 하고 이를 리튬 금속 전지 개발에 적용한다는 방침이다.

한편 SK이노베이션은 지난 2017년부터 미국, 유럽 소재 주요 연구소, 대학과의 네트워크 구축을 통해 연구개발 협력 생태계를 구축해 왔다. 이를 통해 이번 투자 협약과 같은 사업 협력 생태계 확장을 지속해왔으며 현재 배터리 메탈 리사이클링, 친환경소재 개발 등에 대한 연구개발 협력 연대를 구축 중이다.

SK이노베이션 이성준 기술혁신연구원장은 "빠르게 진행되는 미래 전기차 배터리 사업에서 주도권을 잡기위한 핵심 역량이 기술력"이라며 "앞으로도 오픈 이노베이션을 활용해 다양한 외부 단체와 협력을 넓혀 나갈 것"이라고 밝혔다.

[e-mail] 이병철 기자