이번엔 리튬금속전지…테슬라, 미래 배터리 선점 박차

제프 단 캐나다 교수 연구팀 발표
파우치형 리튬금속전지…에너지 밀도 10배 높아

 

[더구루=오소영 기자] 테슬라가 오는 9월 '배터리 데이'를 앞둔 가운데 차세대 배터리 연구를 이끄는 캐나다 연구팀의 리튬금속전지에 관한 논문이 뒤늦게 업계의 이목을 모으고 있다. 미래 배터리로 리튬금속전지를 주목하고 테슬라가 기술 선점에 나섰다는 분석이다.

 

13일 업계에 따르면 제프 단 캐나다 달하우지대학 교수가 이끄는 연구팀은 지난해 7월 15일 과학 저널 네이처 에너지(Nature Energy)에 파우치형 리튬금속전지 관련 논문을 실었다.

 

리튬금속전지는 현재 가장 많이 쓰이는 리튬이온전지보다 에너지 밀도가 10배가량 높다. 다만 음극재의 불안정성 때문에 상용화되지 못했다. 리튬금속 표면에 덴트라이트 현상이 발생해 폭발 위험이 있어서다. 덴트라이트는 금속 표면에 비정상적으로 자라는 나뭇가지 형태의 결정으로 전지의 안전성과 수명을 떨어뜨린다.

 

연구팀은 액체전해질을 사용하면서 덴트라이트 현상을 완화한 리튬금속전지 기술을 개발했다. 리튬금속전지의 경우 덴트라이트를 없애고자 액체 전해질을 고체로 대체해야 했는데 기존 액체 전해질을 사용하면서 안전성과 수명 모두 잡았다는 게 연구팀의 설명이다.

 

연구팀은 논문 초록에서 "(연구팀이 개발한 리튬금속전지는) 90번의 충·방전 사이클 후 80%의 용량이 남아있었다"고 밝혔다. 이어 "액체 전해질을 사용해 안전하고 수명이 긴 리튬금속전지를 제조하게 되면 기존 장비를 사용해 고에너지밀도의 배터리를 빠르게 상용화할 수 있을 것"이라고 설명했다.

 

단 교수의 연구 논문이 뒤늦게 알려지면서 업계에서는 테슬라가 리튬금속전지 상용화를 추진하고 있다는 관측이 나온다. 단 교수는 배터리 연구의 선구자로 테슬라와 협업하고 있다. 테슬라가 오는 9월 배터리 데이에서 발표하는 백만 마일 배터리 개발에도 단 교수의 연구팀이 참여했다. <본보 2020년 1월 10일 참고 '리튬이온배터리 구루' 제프 단 교수, 테슬라 연구 이끄나?> 

 

테슬라는 외부 연구팀과의 협업과 함께 미국 캘리포니아주에 자체 비밀 연구소를 세우고 기술 개발에 매진하고 있다. 지난 4월 미국 특허청(USPTO)에 실리콘 음극재 기술에 관한 특허를 냈다. 실리콘 음극재를 사용하면 저장 용량을 4배 이상 높일 수 있다. 이어 셀의 내부 저항과 생산 비용을 줄이는 배터리 기술에 관한 특허도 미국에 등록했다.

 

 







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