사진=LG에너지솔루션 제공
사진=LG에너지솔루션 제공

LG에너지솔루션은 KAIST 연구팀과 차세대 배터리로 주목받고 있는 리튬메탈전지의 성능을 획기적으로 늘릴 수 있는 기술 개발에 성공했다고 7일 밝혔다.

공동 연구팀(FRL)은 리튬이온전지 대비 주행거리를 약 50% 늘리고, 충방전 효율과 수명도 대폭 개선할 수 있는 리튬메탈전지 관련 원천기술 개발에 성공했다.

이번 연구 논문은 과학 학술지 ‘네이처 에너지’에 게재되며 그 성과를 인정받았다.

FRL은 LG에너지솔루션이 국내외 유수 대학, 기관들과 함께 차세대 배터리 관련 연구개발(R&D) 과제를 수행하는 공동 연구센터다. LG에너지솔루션은 KAIST 외에도 미국 샌디에이고 캘리포니아 대학(UCSD), 독일 뮌스턴 대학 및 헬름홀츠 연구소 등과 FRL을 운영하고 있다. 

리튬메탈전지는 기존 흑연계 음극재를 리튬메탈로 대체하면서 기존 리튬이온전지보다 음극재의 무게와 부피를 크게 줄일 수 있는 것이 특징이다.

기존 리튬메탈전지의 경우 음극 표면에 발생하는 ‘덴드라이트’와 액체 전해액에 의한 지속적인 부식이 배터리의 수명과 안전성을 위협하는 한계로 지적됐다. 덴드라이트는 전지 내 리튬의 전착 과정에서 리튬 이온의 적체 현상에 의해 형성되는 수지상의 리튬 전착 현상이다.

LG에너지솔루션과 KAIST 공동 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 ‘붕산염-피란기반 액체 전해액’을 세계 최초로 적용했다.

이 전해액은 충, 방전 시 리튬메탈 음극 표면에 형성되는 수 나노미터 두께의 고체 전해질 층(SEI)을 치밀한 구조로 재구성해 전해액과 리튬메탈 음극 간의 부식 반응을 차단하는 역할을 한다.  

정근창 LG에너지솔루션 미래기술센터장은 “리튬메탈전지의 대표적인 난제를 해결해 상용화에 한걸음 더 다가설 수 있게 됐다는데 의의가 있다”며 “앞으로도 FRL과의 적극적인 협력을 통해 차별화된 기술력을 바탕으로 차세대 배터리의 상용화에 앞장서 나가겠다”고 말했다. [뉴스w]

 

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