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• 삼성SDI, 리튬메탈 배터리 수명·안전성 동시 개선 기술 개발

  송고일 : 2026-02-23
  
  

  (왼쪽부터) 삼성SDI 연구소 차세대개발팀장 이승우 부사장, 삼성SDI 미국연구소(SDIRA) 김용석 소장, 컬럼비아대학교 위안 양(Yuan Yang) 교수/ 삼성SDI 제공

  [투데이에너지 김원빈 기자] 삼성SDI는 미국 컬럼비아 대학(Columbia University)과의 산학협력을 통해 리튬메탈 배터리의 수명과 안전성을 동시에 향상시킬 수 있는 새로운 전해질 조성을 개발하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.

  리튬메탈 배터리는 현존 배터리 기술 가운데 가장 높은 수준의 에너지 밀도를 구현할 수 있는 차세대 기술로 꼽힌다. 기존 삼원계(NCM) 배터리 대비 에너지 밀도가 약 1.6배에 달해 차세대 웨어러블 기기 및 미래 모빌리티 산업의 핵심 기술로 평가받고 있다. 다만 충·방전 수명이 수십 회 수준에 불과해 상용화에 한계가 있었다.

  공동연구팀은 ‘겔 고분자 전해질(Gel Polymer Electrolyte)’을 적용해 이 같은 문제 해결의 실마리를 찾았다. 불소 성분을 활용한 겔 고분자 전해질을 개발해 음극 표면에 안정적인 계면을 형성함으로써, 리튬메탈 배터리의 성능 저하 원인으로 지목돼온 ‘덴드라이트(Dendrite)’ 생성을 효과적으로 억제했다는 설명이다.

  덴드라이트는 충전 과정에서 리튬이 음극 표면에 불균일하게 석출되며 형성되는 결정체로, 배터리 수명 단축과 내부 단락에 따른 안전성 저하의 주요 원인으로 꼽힌다.

  업계에서는 이번 연구가 리튬메탈 배터리의 에너지 효율과 안전성을 동시에 개선할 수 있는 새로운 기술 접근법을 제시했다는 점에서 의미가 크다고 평가한다. 차세대 배터리 상용화를 앞당길 수 있는 ‘게임체인저’가 될 가능성도 제기된다.

  이번 연구 결과는 에너지 분야 학술지인 Joule 최신호에 게재됐다. 해당 저널은 세계적 과학 학술지 ‘Cell’을 발행하는 Cell Press가 2017년 창간한 에너지 전문 학술지로, 국제적으로 높은 영향력을 인정받고 있다.

  논문에는 삼성SDI 연구소 차세대개발팀장 이승우 부사장과 우현식 프로, 삼성SDI 미국 연구소(SDI R&D America, SDIRA)의 김용석 소장과 양 리(Yang Li)·위안위안 마(Yuanyuan Ma) 프로, 컬럼비아대 위안 양(Yuan Yang) 교수 등이 공동 저자로 참여했다.

  주용락 삼성SDI 연구소장(부사장)은 “기존 취약점으로 지적되던 리튬메탈 배터리의 안전성을 개선한 기술이 학술적으로 검증받았다는 점에서 의미가 크다”며 “국내외 연구 네트워크를 기반으로 차세대 배터리 기술 확보에 더욱 속도를 내겠다”고 밝혔다.

  위안 양 컬럼비아대 교수도 “이번 연구 성과는 차세대 배터리 상용화에 한 걸음 더 다가서는 계기가 될 것”이라고 평가했다.

  출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)