◆…사진제공:삼성전자
삼성전자 종합기술원이 차세대 배터리로 주목받고 있는 전고체전지의 수명과 안전성을 높이는 동시에 크기를 반으로 줄일 수 있는 원천기술을 네이처 에너지에 게재했다.
전고체전지는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체, 현재 사용 중인 리튬-이온 전지(Lithium-Ion Battery)에 비해 대용량 구현은 물론 안전성도 강화한 전지로 삼성전자 일본연구소와 공동으로 개발했다.
1회 충전에 800km 주행, 1000회 이상 배터리 충·방전이 가능하며 일반적으로 전고체전지 음극 소재로 리튬금속(Li metal)이 사용되는 반면 이번에 개발한 기술은 음극에 5μm(마이크로미터, 100만 분의 1미터) 두께의 은-탄소 나노입자 복합층(Ag-C) '석출형 리튬 음극'을 세계 최초로 적용해 덴드라이트 문제를 해결했다.
참고로 덴드라이트는 배터리를 충전할 때 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체(달라붙어)되며 나타나는 나뭇가지 모양의 결정체로 배터리 분리막을 훼손해 수명과 안전성이 낮아진다.
이 기술은 전고체전지의 안전성과 수명을 증가시키는 것은 물론 기존보다 배터리 음극 두께를 얇게 만들어 에너지밀도를 높일 수 있어 리튬-이온 전지 대비 크기를 절반 수준으로 줄일 수 있는 특징이 있다.
삼성전자 종합기술원은 삼성의 미래 선행기술 연구개발의 중심으로 최근 자발광 QLED 상용화 가능성(2019년 11월, Nature)과 비(非) 침습 혈당 측정 가능성(2020년 1월, Science Advances)에 대한 연구결과를 게재하며 성과를 인정받고 있다.
