삼성전자 종합기술원은 차세대 배터리로 주목받는 ‘전고체전지’의 수명과 안정성을 높이고 크기를 줄일 수 있는 원천기술 개발에 성공했다고 10일 밝혔다. 1회 충전에 800㎞ 주행, 1000회 이상 배터리 재충전이 가능한 기술이다.
일반적으로 전고체전지의 배터리 음극 소재로 ‘리튬금속’을 사용하지만, 한계가 있었다. 리튬금속은 전고체전지 수명과 안전성을 낮추는 ‘덴드라이트’ 문제가 있기 때문이다.
덴드라이트는 배터리를 충전할 때 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체되면서 나타나는 나뭇가지 모양의 결정체다. 이 결정체가 배터리 분리막을 훼손해 수명과 안전성을 낮춘다.
삼성전자는 덴드라이트 문제를 해결하기 위해 전고체전지 음극에 5㎛(마이크로미터, 100만분의 1미터) 두께의 은-탄소 나노입자 복합층을 적용한 '석출형 리튬음극 기술'을 적용했다.
해당 연구는 삼성전자 일본연구소와 공동 진행했으며, 학술지 ‘네이처 에너지’에 게재됐다.
임동민 삼성전자 종합기술원 마스터는 "이번 연구는 전기차 주행거리를 혁신적으로 늘릴 수 있는 핵심 원천기술"이라며 "전고체전지 소재와 양산 기술 연구를 통해 차세대 배터리 한계를 극복해 나가겠다"고 말했다.