SK온, 전고체 배터리 상용화 앞당길 신소재 바인더 개발

[스타데일리뉴스=서태양기자] SK온이 실리콘 음극 기반 전고체 배터리의 상용화를 앞당길 신소재 바인더 개발에 성공하며 차세대 배터리 기술 경쟁에서 한 발 앞서 나섰다.

SK온·연세대, 실리콘 음극 전고체 배터리 성능 저하 해결 (출처=SK온)

SK온은 15일 연세대학교 정윤석·김정훈 교수팀과 함께 실리콘 음극에 최적화된 전도성 고분자 바인더 'PPMA'를 개발했다고 밝혔다. 이 소재는 전도성과 접착력을 동시에 갖춘 신소재로, 실리콘 음극 전고체 배터리의 구조적 불안정성과 성능 저하 문제를 해결할 수 있는 핵심 기술이다.

이번 연구는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 공식 게재되었으며, 심사위원들로부터 전도성 고분자 바인더의 안정적인 전고체 배터리 적용에 주목받았다. SK온은 해당 바인더를 적용한 배터리를 상용화에 가까운 저압 조건에서 구동하는 데 성공했으며, 수백 회 충·방전 후에도 용량 저하 없이 초기 성능을 유지했다.

실리콘 음극은 흑연보다 10배 이상 높은 이론 저장 용량을 가졌지만, 충·방전 시 300% 이상 팽창·수축해 상용화가 어려웠다. 기존 바인더 소재인 PVDF는 절연성이 강해 성능 확보에 한계가 있었고, 고압 공정이 필요했다. 이에 반해 PPMA는 전자 이동 경로를 안정적으로 형성하고 입자 결합을 강화하면서도 저압 환경에서도 높은 성능을 구현한다.

또한, PPMA는 물 기반 공정이 가능해 친환경적이며 제조비용도 절감된다. 기존 대비 압력은 80% 이상 낮아지고 공정도 단순화됐다.

SK온은 지난해 하반기 대전 미래기술원에 전고체 배터리 파일럿 플랜트를 준공하고, 2029년 상용화를 목표로 산학 협력을 확대하고 있다.

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