동력을 모두 전기로 바꾼 전기비행기가 안고 있는 과제 중 하나는 배터리 소형화다. 무게당 에너지비 형상은 전기 비행기에 중요한 문제인 것. 이 문제를 해결할 방법 중 하나로 리튬유황(Li-S) 전지가 주목받고 있다.
영국 애빙던에 위치한 옥시스에너지(Oxis Energy)는 전기 비행기에서 안전하게 사용할 수 있는 전지로 리튬유황 전지를 제안한다. 또 리튬유황 전지를 이용한 전기 비행기의 타당성을 입증하기 위해 바이에어로스페이스(Bye Aerospace)가 설계한 전기 비행기로 1년간 실험을 실시했다.
양사가 공동 프로젝트를 통해 개발한 리튬유황 전지는 500Wh/kg이라는 값을 나타냈다. 지난 2017년 발표된 리튬이온 배터리 무게당 에너지비는 260Wh/kg이라는 점을 감안하면 2배 가까운 성능을 낸다는 걸 알 수 있다.
이 에너지 효율 향상을 통해 배터리 총 무게는 반으로 줄기 때문에 바이에이로스페이스가 지금까지 제작한 소형 비행기보다 비행 범위는 1.5∼2배로 늘어날 것으로 예상된다. 리튬유황 전지를 이용한 전기 비행기가 실현되면 더 큰 비행기에 리튬유황 전지를 탑재하게 될 가능성도 높아진다.
리튬유황 전지가 크게 주목받지 않았던 이유 중 하나는 충방전 사이클 중 음극 열화에 의해 수명이 짧아지는 문제다. 옥시스에너지는 앞으로 2년 안에 배터리를 500회 사이클에서 사용할 수 있게 할 것이라고 밝히고 있다.
또 다른 이유는 안전성이다. 리튬유황 전지는 과열 경향이 있다. 옥시스에너지는 리튬유황 전지를 설계할 때 갑자기 방전이나 누액을 방지하기 위해 세라믹 황화리튬을 부동태 피막으로 통합했다. 또 불연성 전해질도 사용되고 있다고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.