신소재 바인더 ‘PPMA’ 개발
실리콘 음극 성능 저하 개선

네이처 커뮤니케이션스 SK온-연세대 전자전도성 고분자 소재 연구 논문 캡처. <사진=SK온>

SK온이 신소재 개발을 통해 실리콘 음극 전고체 배터리 상용화의 난제로 꼽혀 온 성능 저하 문제 해법을 제시했다.

SK온은 15일 연세대학교 정윤석·김정훈 교수팀과 함께 실리콘 음극에 최적화된 신소재 바인더 ‘PPMA(전자전도성 고분자)를 개발했다고 밝혔다.

PPMA는 전도성과 접착력을 동시에 확보한 신소재 바인더다. 기존 실리콘 음극 전고체 배터리가 가지고 있는 구조적 안전성 문제를 해결하기 위해 개발한 것이다.

SK온은 신소재 바인더를 적용한 실리콘 음극 전고체 배터리를 상용화에 가까운 압력 조건에서 구동하는 데 성공했다.

이번 성과는 실험실 수준의 테스트용 배터리를 넘어 실제 전기차 적용 조건에서 고에너지밀도 파우치형 배터리로 성능을 검증했다는 데 의미가 있다. 수백 회에 걸친 충·방전 시험 후에도 배터리 용량 저하 없이 초기 성능을 안정적으로 유지했다.

이에 연구 결과는 국제 학술지 ’네이처 커뮤니케이션스‘에 게재됐고, 심사위원들은 이번 연구가 기존 액체 전해질 기반 배터리에서 활용이 제한됐던 전도성 고분자 바인더를 전고체 배터리 환경에서 안정적으로 구현하며 적용 범위를 넓혔다는 점에 주목했다.

특히 SK온과 연세대 연구진이 개발한 신소재 바인더는 공정 단순화 및 생산 효율 향상이 강점이다. 기존 방법에선 특수 용매와 많은 압력이 필요했으나 PPMA는 물 기반 공정이 가능해 환경 부담을 줄이고 제조비용도 절감된다. 압력도 80% 이상 낮췄다.

박기수 SK온 미래기술원장은 “산학 협력으로 차세대 전고체 배터리 분야에서 의미 있는 진전을 만들었다”며 “앞으로도 학계와 함께 차세대 배터리 기술 혁신의 속도를 높이겠다”고 말했다.

[CEO스코어데일리 / 박대한 기자 / dayhan@ceoscore.co.kr]