SK이노 - 美폴리플러스, 차세대 배터리 소재 ‘합작’

전도성 유리 분리막 R&D 투자
덴드라이트에 의한 훼손 억제
리튬금속전지 상용화 핵심기술

SK이노베이션이 미국 배터리 기술 개발 업체와 손잡고 차세대 배터리 핵심 소재 개발에 나섰다.

SK이노베이션은 18일(현지시간) 미국 캘리포니아 버클리에서 현지 업체 폴리플러스 배터리 컴퍼니(폴리플러스)와 리튬 금속 전지 공동 개발 협약을 체결했다. SK이노베이션은 이번 협약을 통해 폴리플러스가 보유한 ‘전도성 유리 분리막’(Conductive Glass Separator) 연구·개발(R&D)에 투자하게 된다. 오는 2021년 하반기까지 전도성 유리 분리막에 대한 연구를 마무리 하고, 이를 리튬 금속 전지 개발에 적용할 계획이다.

리튬 금속 전지는 흑연 대비 10배 이상의 용량을 지닌 리튬 음극을 사용해, 에너지 밀도를 ℓ당 약 1000Wh로 높였다. 일반 리튬 이온 전지의 2배 수준이다. 그러나 리튬 금속 전지는 배터리 충전 과정에서 음극 표면에 리튬이 적체돼 ‘덴드라이트’(Dendrite·금속 표면 한 부분에 비정상적으로 생성되는 나뭇가지 모양의 결정)를 발생시키고 분리막을 훼손해 화재가 일어나는 한계가 있다. 그런데 전도성 유리 분리막을 사용할 경우, 덴드라이트가 분리막을 통과하지 못하도록 억제해 리튬 금속 전지를 안정화할 수 있다. 이에 따라 전도성 유리 분리막은 리튬 금속 전지 상용화를 위한 핵심 기술로 꼽힌다.

SK이노베이션은 이번 협약에 대해 “기술혁신연구원이 지난해부터 추진해 온 오픈 이노베이션(개방형 혁신)을 통해 기술을 확보하는 첫 사례”라고 밝혔다. 이 회사는 2017년부터 미국·유럽의 주요 연구소 및 대학과 R&D 협력 생태계를 구축해 왔다. SK이노베이션은 향후 폴리플러스에 대한 지분 투자 및 기술 라이선스 확보도 검토하고 있다. 이성준 SK이노베이션 기술혁신연구원장은 “앞으로도 다양한 외부 단체와 협력을 확대할 것”이라고 말했다.

한편 SK이노베이션은 지난해 배터리 사업에 집중 투자하기로 결정하고, 국내를 비롯해 중국 창저우(常州), 헝가리 코마롬, 미국 조지아 지역에 배터리 생산 설비를 구축 중이다. 2025년까지 추가 수주를 통해 총 생산량을 60GWh까지 늘릴 계획이다.

김성훈 기자 tarant@munhwa.com