SK이노베이션이 미국 배터리기술 개발 업체와 리튬 이온 전지보다 에너지 효율이 좋은 리튬 금속 전지 개발 협력에 나섰다. 차세대 전기차 배터리 개발을 위한 것이다.

SK이노베이션은 18일(현지시각) 미국 폴리플러스 배터리 컴퍼니(이하 폴리플러스)와 리튬 금속(Li Metal) 전지 개발을 위한 공동 개발 협약을 맺었다고 19일 밝혔다.

이 기술은 SK이노베이션이 미래 핵심기술 확보에 적극적으로 나서기 위한 전략으로 추진중인 ‘오픈 이노베이션’ 방식을 통해 확보한 것이다.

SK이노베이션은 이번 협약을 통해 폴리플러스가 보유한 전도성 유리 분리막(Conductive Glass Separator) 연구 개발에 자금을 투자하게 된다. 향후 지분 투자 및 기술 라이선스 확보 옵션도 검토 중이다.

SK이노베이션은 오는 2021년 하반기까지 전도성 유리 분리막에 대한 연구를 마무리 하고 이를 리튬 금속 전지 개발에 적용한다는 계획이다. 리튬 금속 전지는 흑연대비 10배 이상의 용량을 지닌 리튬 음극을 사용하기 때문에 에너지 밀도가 약 1,000Wh/ℓ 수준으로 일반 리튬 이온 전지보다 두 배 가량 높은 미래 전기차 배터리 모델 중 하나다.

다만 배터리 충전 과정에서 음극 표면에 리튬이 적체되는 덴드라이트(Dendrite, 금속 표면 어느 한 부분에 비정상적으로 생성되는 나뭇가지 모양의 결정)가 발생, 분리막을 통과∙훼손해 결국 화재가 일어난다는 한계가 있다.

전도성 유리 분리막은 이러한 덴드라이트가 분리막을 통과하지 못하도록 억제해 리튬 금속 전지를 안정화 시킨다는 점에서 향후 상용화를 위한 핵심 소재로 구분된다. 소재 개발에 성공할 경우 리튬 금속전지 상용화 시점이 앞당겨질 것으로 회사는 기대하고 있다.

또 이번 협약은 SK이노베이션 기술혁신연구원이 작년부터 추진 중인 ‘오픈 이노베이션’ (개방형 혁신) 방식을 통해 기술을 확보하는 첫 번째 사례라고 소개했다. ‘오픈 이노베이션’은 기업이 업체, 대학, 연구기관과 컨소시움을 구축하는 등 외부 전문가와의 협업을 통해 미래 기술 투자에 대한 불확실성을 효과적으로 줄이는 기술 확보 방식이다.

이성준 SK이노베이션 기술혁신연구원장은 “빠르게 진행되는 미래 전기차 배터리 사업에서 주도권을 갖기 위한 차세대 핵심 역량은 기술력”이라며 “앞으로도 오픈 이노베이션을 활용해 다양한 외부 단체와 협력을 넓혀 나갈 것”이라고 말했다.

한편 SK이노베이션은 작년 배터리 사업에 대한 집중 투자를 결정, 국내를 비롯한 중국 창저우, 헝가리 코마롬, 미국 조지아 지역에 배터리 생산 설비를 구축 중이며 2025년까지 추가 수주를 통해 총 생산량을 60GWh까지 확대시킬 계획이다.

한편 폴리플러스 배터리 컴퍼니는 캘리포니아 버클리에 본사를 두고 있는 배터리 기술 개발 업체다. 특히 확보한 전도성 유리 분리막 기술은 리튬 금속 전지 상용화를 가능케 할 핵심 기술로 평가 받는다.

현재 135건이 넘는 지적 자산과 40건의 특허 출원을 보유하고 있다. 이번 전도성 유리 분리막은 동 업체가 보유한 보호 리튬 전극(Protected Lithium Electrode) 기술 중 하나로 이 기술은 2011년 타임지가 선정한 ‘2011년 최고의 발명품’ 중 하나로 선정된 바 있다.