LG화학, 전고체 배터리 성능 50% 끌어올리는 기술 개발

LG화학이 전고체 배터리 성능을 한 단계 끌어올릴 수 있는 핵심 공정 기술을 확보했다.

LG화학은 25일 전고체 배터리의 핵심 소재인 고체 전해질의 입자 크기를 균일하게 제어하는 '스프레이 재결정화' 기술을 개발했고, 관련 연구 결과가 글로벌 에너지 소재 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)'에 게재됐다고 밝혔다. 이번 연구는 LG화학 차세대소재연구소와 송태섭 한양대 에너지공학과 교수 연구팀이 공동 수행한 결과물이다. 전고체 배터리 상용화의 주요 난제로 꼽혀온 전해질 입자 불균일 문제를 실질적으로 해소했다는 평가를 받는다.

전고체 배터리는 기존 리튬이온전지의 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 배터리다. 구조적으로 안정성이 높고 에너지 밀도도 우수하지만, 전해질이 고체 형태인 만큼 입자 크기가 균일하지 않으면 전지 내부에 미세한 빈틈이 생겨 성능이 떨어지는 문제가 지속해서 제기돼 왔다.

LG화학과 한양대 연구팀은 전해질 용액을 미세한 물방울로 분사한 뒤 용매 증발 과정에서 균일한 구형 입자를 형성시키는 스프레이 재결정화 방식을 적용해 이 같은 문제를 해결했다. 기존 공정 대비 입자 크기의 편차를 크게 줄이며 전극과의 밀착도를 높인 것이 핵심이다.

연구 결과 균일한 전해질 입자를 적용한 전지의 기본 용량은 기존 대비 약 15% 증가했고, 고속방전용량은 약 50% 향상된 것으로 나타났다. 고속방전용량은 고출력 전자기기 적용을 결정짓는 핵심 지표다.

LG화학은 이번 기술 확보를 계기로 고체 전해질 개발 속도를 더욱 높여 전고체 배터리 상용화에 속도를 낼 계획이다. 신학철 LG화학 부회장은 "이번 연구는 전고체 배터리 상용화의 핵심 과제를 해결한 의미 있는 성과"라며 "차세대 배터리 기술 경쟁력을 강화해 글로벌 시장을 선도해 나가겠다"고 말했다.

오지은 기자 joy@asiae.co.kr

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