전고체 배터리 연구 성과… 학술지 발표

[R&D 경영] SK이노베이션

SK이노베이션은 지난해 12월 발표한 ‘2025년 임원 인사 및 조직 개편’에서 미국 에너지부(DOE) 산하기관 출신 김필석 박사를 최고기술책임자(CTO) 겸 환경과학기술원장으로 영입하는 등 미래 기술 확보와 성장을 위한 연구개발(R&D) 역량 강화에 집중하고 있다.

김 박사는 2020년부터 최근까지 DOE 연구기관에서 기후변화와 신재생에너지 관련 50여 개 프로젝트를 주도한 경험과 역량을 바탕으로 미래 기술 경쟁력 강화에 나설 예정이다.

또 SK이노베이션 배터리 자회사인 SK온은 최근 전고체 배터리 연구개발 성과를 잇따라 발표하고 기술력 강화에 박차를 가하고 있다. 도전적인 기술 탐색과 다양한 파트너십을 통해 제조 공정 및 소재 혁신을 이끌고 차세대 배터리 경쟁력을 키운다는 전략이다.

그중 서울대 이규태 교수 연구팀과 진행한 연구는 에너지 소재 분야의 권위 있는 국제학술지인 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스’의 표지 논문으로 지난달 발간됐다. 망간리치(LMRO) 활물질의 열화 메커니즘을 상세히 규명해 성능 위주로 다룬 기존 연구와 차별화됐다는 평가를 받는다.

LMRO 양극재는 니켈, 코발트보다 저렴한 망간이 기반이 돼 원가적 이점이 크다. 다만 기존 리튬이온배터리에 적용 시 액체 전해질 부반응으로 인한 가스 발생, 전압 강하·용량 감소 등의 난제가 있어 업계는 전고체 배터리 적용 가능성에 대해 연구해 왔다.

SK온은 고온·고전압 조건 아래 충·방전 중 LMRO 활물질에서 발생한 산소가 황화물계 고체전해질을 산화시켜 열화가 발생하는 현상을 여러 분석을 통해 규명했다고 밝혔다. 이를 해결하기 위해 산소 발생을 저감하는 특수 코팅재를 적용해 배터리 수명을 개선하는 방법도 찾아냈다.

한국세라믹기술원 김진호 박사 연구팀과 함께 진행한 연구는 초고속 광(光)소결 기술을 적용한 고분자-산화물 복합계 전고체 배터리 제조 공정 고도화가 핵심이다. 인쇄 회로 기판 공정에 주로 활용되는 광소결 기술을 배터리 제조에 접목한 획기적인 연구라는 평을 얻었다. 해당 연구를 다룬 논문은 에너지·화학 분야의 저명한 학술지인 ‘ACS 에너지 레터스’에 표지 논문으로 실렸다. 논문 저자 9명 중 6명이 SK온 구성원이다.