“완충에 단 몇분...에너지 밀도는 3배”...새 리튬이온 전지 개발

[글로벌이코노믹 이재구 기자] 2~3시간은 족히 걸리는 스마트폰 충전시간을 단 몇분으로 줄여주고, 밀도도 기존 제품보다 3배나 강력한 새로운 리튬이온 배터리가 개발됐다.

애플인사이더는 6일(현지시간) 오리지널 리튬이온 배터리 개발자가 이같은 강력한 배터리 개발에 성공했다고 보도했다. 이 논문은 영국 로열왕립학회가 발행하는 에너지 환경과학 저널(Energy & Environmental Science) 최신호에 게재됐다.

이에 따르면 올해 94세인 존 굿이너프가 이끄는 텍사스대 연구팀은 ‘완전한 고체 상태’ 리튬이온 배터리 셀 개발에 성공했다. 그물 기술을 사용해 만들어진 배터리는 불에 타지 않으며 긴 수명을 가진다. 또한 훨씬 더 빠른 충전 및 방전 속도를 가진다. 이는 아이폰·맥북프로 등 스마트폰과 태블릿은 물론 전기자동차용 배터리로도 사용될 수 있다.

굿이너프는 “이 배터리의 제조비용·안전성·에너지 밀도·충방전률 및 수명은 배터리로 구동하는 전기차를 보다 널리 도입되도록 하는 데 필수적이다. 우리는 우리의 발견이 오늘날 사용되는 배터리에 들어있는 많은 문제를 해결해 줄 것이라고 믿는다”고 말했다.
이 새로운 기술은 액체 용액 대신 유리 전해질을 사용하며, 셀이 너무 빠르게 충전될 때에는 양극판과 음극판을 갭을 연결시키는 ‘금속 수염’(metal whisker)을 제거해 준다. 금속 수염은 배터리 단락과 발화·폭발을 일으킨다.

리튬·나트륨, 또는 포타슘으로 만들어지는 유리는 배터리 에너지 밀도를 엄청나게 증가시켜 준다. 연구원들은 이 배터리가 셀 당 1200 사이클 이상을 보이겠지만 배터리 수명에는 거의 영향을 미치지 않을 것으로 보고 있다. 이 배터리는 섭씨 영하 20도에서도 여전히 잘 작동된다.

연구팀에 따르면 이 유리 전해질 기술은 배터리 셀 제조방법을 단순화하며, 환경 친화적 소재로 만들어져 재활용을 손쉽게 해준다. 또한 희토류 광물의 사용도 줄여 준다.

텍사스대 기술상용화 사무국은 여러 배터리 관련업체들과 적극적으로 라이선스 협상을 진행하고 있다.
이재구 기자 jklee@