세계적 학술지 네이처 에너지에 게재

삼성전자가 차세대 배터리로 꼽히는 '전고체 배터리' 혁신기술 개발에 성공했다. 수명과 안정성을 높임과 동시에 크기를 절반으로 줄일 수 있는 원천기술을 확보했다.

삼성전자 종합기술원은 삼성전자 일본 연구소와 공동으로 1회 충전에 전기차(EV) 800㎞ 주행, 1000회 이상 배터리 재충전이 가능한 전고체 배터리연구결과를 공개했다고 10일 밝혔다.

전고체 배터리는 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체한 것이 특징이다. 리튬이온 배터리와 비교해 안정성이 높은 것이 특징이다. 전고체 배터리는 음극 소재로 '리튬금속(Li metal)'을 사용한다.

하지만 리튬금속은 수명과 안전성을 낮추는 '덴드라이트(Dendrite)' 문제를 해결해야 한다. 덴트라이트는 배터리를 충전할 때 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체되며 나타나는 나뭇가지 모양의 결정체다. 이 결정체가 배터리의 분리막을 훼손해 수명과 안전성이 낮아진다.

삼성전자는 덴드라이트 문제를 해결하기위해 전고체 배터리 음극에 5마이크로미터(㎛) 두께의 은-탄소 나노입자 복합층을 적용한 '석출형 리튬음극 기술'을 적용했다. 기존보다 안정성과 수명을 높이는 것은 물론 배터리 음극 두께를 얇게 만들어 에너지 밀도를 높이는 것이 가능하다

임동민 삼성전자 종합기술원 마스터는 "전기차 주행거리를 혁신적으로 늘리는 핵심 원천기"이라며 "소재와 양산 기술 연구를 통해 차세대 배터리 한계를 극복해 나가겠다"고 말했다

해당 연구결과는 세계적인 학술지 '네이처 에너지(Nature Energy)'에 게재됐다.

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