LG엔솔, 상온서 고속충전 가능한 장수명 전고체 배터리 개발
LG엔솔, 상온서 고속충전 가능한 장수명 전고체 배터리 개발
  • 최지원 기자
  • 승인 2021.09.24 15:49
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

5㎛ 내외 입자 크기 가진 '마이크로 실리콘 음극재' 적용
LG에너지솔루션이 미국 샌디에이고 대학교(UCSD)와 공동 개발한 상온 구동 장수명 전고체 전지 충전 진행 과정. [이미지=LG에너지솔루션]
LG에너지솔루션이 미국 샌디에이고 대학교(UCSD)와 공동 개발한 상온 구동 장수명 전고체 전지 충전 진행 과정. [이미지=LG에너지솔루션]

LG에너지솔루션은 전고체 배터리 분야 혁신 기술 개발에 성공했다.

LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고 대학교(UCSD)와 공동 연구를 통해 상온에서도 고속 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체해 에너지 밀도를 향상하고 안전성을 강화할 수 있는 차세대 배터리다.

하지만 에너지 밀도 향상을 위해 리튬 금속을 음극으로 적용한 기존 전고체 배터리는 온도에 민감해 60도 이상의 고온 환경에서만 충전할 수 있고 충전 속도가 느린 것이 한계로 지적됐다.

연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 전고체 배터리의 음극에서 도전(導電)재와 바인더를 제거하고 5마이크로미터(㎛) 내외 입자 크기를 가진 ‘마이크로 실리콘 음극재’를 적용했다.

실리콘 음극재는 기존 흑연 음극재에 비해 10배 높은 용량을 가져 배터리의 에너지 밀도 향상을 위한 필수 소재로 꼽힌다. 하지만 충·방전 중 큰 부피 변화 때문에 실제 적용이 까다로운 소재로 알려졌다.

연구에 적용된 마이크로 실리콘은 나노 실리콘보다 저렴하고 사용이 용이하다.

특히 500번 이상 충전과 방전 이후에도 80%이상의 잔존 용량을 유지하고 현재 상용화된 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도를 40% 높여 전고체 배터리 상용화를 위한 기술적 진일보를 이뤄냈다는 평가를 받았다는 게 LG에너지솔루션의 설명이다.

실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충방전 수명이 500회 이상인 건 이번이 처음이다.

김명환 LG에너지솔루션 사장은 “이번 연구결과를 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 밝혔다.

frog@shinailbo.co.kr