LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고 대학교(UCSD)와 공동 기술개발한 장수명 전고체 배터리 기술을 담은 연구 논문이 과학저널 ‘사이언스’지(373권 6562호)에 실렸다고 24일 밝혔다.
기존 60도 이상에서만 충전이 가능했던 전고체 배터리를 상온에서도 빠른 충전이 가능토록 한 기술 개발로 기술적 한계를 넘어섰다.
“실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충방전 수명이 500회 이상인 건 처음으로 획기적인 혁신 기술 개발”이란 게 관계자의 설명이다.
전고체 배터리는 현재 주류를 이루는 리튬이온 배터리를 이을 차세대 배터리로 각광받고 있다. 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체해 에너지 밀도를 향상시키고 안전성도 강화할 수 있기 때문이다.
하지만 에너지 밀도 향상을 위해 리튬 금속을 음극으로 적용한 기존 전고체 배터리의 경우 온도에 민감해 60도 혹은 그 이상의 고온 환경에서만 충전할 수 있고, 충전 속도가 느리다는 한계점을 지닌다.
연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전고체 배터리의 음극에서 도전재와 바인더를 제거하고 5um 내외의 입자 크기를 가진 ‘마이크로 실리콘 음극재’를 적용했다.
500번 이상의 충전과 방전 이후에도 80% 이상의 잔존 용량을 유지해 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도도 약 40% 높일 수 있다는 것도 특별한 성과다. 전고체 배터리의 상용화를 위한 기술적인 진일보를 이뤄냈다는 게 업계의 평가다.
특히, 이번 연구결과는 LG에너지솔루션이 오픈 이노베이션 차원에서 매년 개최하는 배터리 이노베이션 콘테스트(Battery Innovation Contest)의 지원 과제에서 시작됐다.
김명환 LG에너지솔루션 CPO 사장은 “UCSD와 함께 전고체 배터리에서의 의미 있는 기술 개발로 사이언스 저널에 실리게 돼 굉장히 기쁘고, 이번 연구 결과를 통해 차세대 배터리로 각광받는 전고체 배터리 상용화에 한 걸음 더 다가가게 됐다”며 “앞으로도 적극적인 오픈 이노베이션 전략을 통해 차세대 배터리 분야에서도 차별화된 기술력으로 세계 시장을 선도해나갈 것”이라고 말했다.
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