1회 충전에 800km 주행·크기도 줄여…삼성 ‘전고체전지’ 개발 성공

삼성전자가 1회 충전에 800km 주행하고, 1000회 이상 재충전이 가능하며 크기도 반으로 줄인 ‘전고체전지((All-Solid-State Battery)'개발에 성공했다.

10일 삼성전자 종합기술원은 전고체전지의 수명과 안정성을 높이면서, 크기를 반으로 줄이는 원천기술을 ‘네이처 에너지’에 게재했다고 밝혔다. 삼성전자 일본연구소와 공동 연구했다.
이번에 공개한 전고체전지는 1회 충전에 800km를 주행하고, 1000회 이상 배터리 재충전이 가능하다. 전고체전지는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체, 기존 리튬이온전지 대비 대용량 배터리 구현이 가능하고 안정성 또한 높다.

전고체전지에는 배터리 음극 소재로 ‘리튬금속’이 사용된다. 다만 리튬금속은 전고체전지의 수명과 안전성을 낮추는 ‘덴드라이트(Dendrite)’ 문제를 해결해야 한다. 덴드라이트는 배터리 충전시 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체되면서 생기는 나뭇가지 모양의 결정체로 배터리 화재 원인 중에 하나로 꼽힌다.

삼성전자는 해당 문제를 해결하고자 전고체전지 음극에 5마이크로미터(㎛) 두께의 은-탄소 나노입자 복합층을 적용한 ‘석출형 리튬음극 기술’을 활용했다. 이 기술은 전고체전지의 배터리 음극 두께를 얇게 만들어, 에너지밀도를 높일 수 있다. 리튬이온전지 대비 크기를 절반으로 줄일 수 있다.

삼성전자 종합기술원 임동민 마스터는 “이번 연구는 전기자동차의 주행거리를 혁신적으로 늘리는 핵심 원천기술”이라며 “전고체전지 소재와 양산 기술 연구를 통해 차세대 배터리 한계를 극복할 것”이라고 말했다.


민철 글로벌이코노믹 기자 minc0716@g-enews.com