삼성전자, 1회 충전 800㎞ 달리는 ‘전고체전지’ 기술 확보

종합기술원, ‘네이처에너지’에 연구결과 게재

삼성전자 차세대 전고체전지 혁신기술을 개발한 (왼쪽부터) 유이치 아이하라 Principal Engineer(교신저자), 이용건 Principal Researcher(1저자), 임동민 Master(교신저자) 사진=삼성전자 제공

삼성전자는 전기자동차 주행거리를 늘리고 배터리 크기를 절반으로 줄일 수 있는 차세대 ‘전고체전지’의 원천 기술을 세계적인 학술지 ‘네이처 에너지’를 통해 공개했다고 10일 밝혔다.

삼성전자는 일본연구소와 공동으로 연구개발한 끝에 1회 충전으로 800㎞ 주행 및 1000회 이상 재충전이 가능한 전고체전지 기술을 확보했다. 전고체전지는 기존 리튬이온배터리와 비교해 대용량 배터리 구현 및 안전성을 높인 게 특징이다.

삼성전자는 덴드라이트 문제를 해결하기 위해 전고체전지 음극에 5마이크로미터(100만분의 1미터) 두께의 은-탄소 나노입자 복합층을 적용한 ‘석출형 리튬음극 기술’을 세계 최초로 적용했다. 이 기술은 배터리 음극 두께를 얇게 만들어 에너지밀도를 높이고, 리튬이온전지 대비 크기를 절반 수준으로 줄였다.

덴드라이트는 배터리를 충전할 때 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체되며 나타나는 나뭇가지 모양의 결정체다. 이 결정체가 배터리의 분리막을 훼손해 수명과 안전성이 낮아진다.

삼성전자 종합기술원 임동민 마스터는 “이번 연구는 전기차의 주행거리를 혁신적으로 늘리는 핵심 원천기술”이라며 “전고체전지 소재와 양산 기술 연구를 통해 차세대 배터리 한계를 극복해 나가겠다”고 말했다.

삼성전자 종합기술원은 삼성의 미래 선행기술 연구개발의 중심이다. 최근 ‘자발광 QLED 상용화 가능성’과 ‘비(非) 침습 혈당 측정 가능성’에 대한 연구결과를 세계적인 학술지에 잇따라 게재하며 연구 성과를 인정받고 있다.