1회 충전으로 800km? 더 멀리! 차세대 '전고체전지' 가 만들어진다

전기차 1회 충전시, 주행가능 거리가 800km?

삼성전자 종합기술원이 차세대 배터리로 주목받고 있는 '전고체 전지(All Solid State Battery)' 의 수명과 안전성을 높이는 동시에, 크기를 반으로 줄일 수 있는 원천기술을 '네이처 에너지' 에 게재했다. 이 새로운 기술을 통해 1회 충전으로 약 800km 의 거리를 주행할 수 있고, 1,000 회 이상 배터리 재충전이 가능해졌다고 하는데, 지금껏 무게와 배터리 용량과의 한계로 1회 충전시 주행가능거리가 아쉬웠던 전기차의 이동성이 더욱 증가될 수 있을 것으로 기대되고 있다.

전고체전지가 뭐길래?

삼성전자에서 공개한 전고체 전지는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 기존의 전해질을 액체에서 고체로 대체하여, 기존 리튬-이온전기와 비교해서 대용량 배터리의 구현이 가능해지고, 안전성이 높아진 것이 특징이다. 일반적으로 전고체전지에는 배터리 음극 소재로 '리튬' 금속이 사용되고 있었는데, 리튬금속은 전고체전지의 수명과 안전성을 낮추는 '덴드라이트(Dendrite)' 문제가 기술적으로 어려웠다. 특히, 덴드라이트 배터리를 충전할 때, 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체되어 생기는 나뭇가지 모양의 결정체가 배터리의 분리막을 훼손하여 수명과 안전성이 낮아지는 문제가 있었다.

 

그런데, 삼성전자는 이러한 덴드라이트 문제를  해결하기 위해서 전고체전지 음극에 5마이크로미터 두께의 은-카본 나노입자 복합층(Ag-C Nanocomposite Layer) 을 적용한 '석출형 리튬이온 기술' 을 세계 최초로 적용하여 전고체전지의 안전성과 수명을 증가시키는 것은 물론, 기존 배터리에 비해 음극 두께를 얇게 만들어 에너지 밀도를 높일 수 있어 리튬-이온 전지 대비 크기를 절반 이하로 줄일 수 있다는 특징이 있다.

 

아직 양산화가 시작된 것은 아니지만, 이러한 전고체전지가 대중화된다면, 기존 전기자동차의 주행거리를 혁신적으로 늘릴 수 있는 핵심기술이 될 것이며, 전기차가 갖고 있던 배터리의 한계를 뛰어넘을 수 있을 것으로 기대된다. 주행거리를 늘리기 위해 배터리 용량을 늘리면 차가 무거워지고, 커야 했던 기존의 딜레마에서 벗어나게 되었다는 점에서 이번에 삼성전자에서 공개한 전고체전지 기술은 높이 평가할만하다고 볼 수 있다.