LG엔솔, 차세대 전고체 배터리 '상온 고속 충전' 기술 개발

난제 해결, 상용화 촉진 기대

[경향신문]

LG에너지솔루션이 상온에서도 고속 충전이 가능한 전고체 배터리 기술을 개발하는 데 성공했다.

LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고대와 공동 연구를 통해 상온에서도 빠른 속도로 500회 이상 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 회사 측은 “실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충·방전 수명이 500회 이상인 건 이번이 처음”이라며 “차세대 배터리로 각광받는 전고체 배터리 분야에서 획기적인 혁신 기술이 개발되며 상용화에 한걸음 더 다가서게 됐다”고 설명했다.

전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체한 차세대 배터리다. 현재 사용 중인 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높고 더 안전하다. 그러나 60도 이상의 고온 환경에서만 충전할 수 있고 충전 속도도 느리다는 점이 단점으로 지적돼 왔다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전고체 배터리의 음극에서 도전재(전도성을 높이는 물질)와 바인더(도전재를 잘 붙게 하는 물질)를 제거하고 5㎛(마이크로미터) 내외의 입자 크기를 가진 ‘마이크로 실리콘 음극재’를 적용했다. 실리콘 음극재는 기존 흑연 음극재보다 용량이 10배 높아 배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있는 필수 소재로 꼽히지만, 충·방전 중 부피 변화가 커 실제 적용이 까다롭다.

LG에너지솔루션은 “이번 연구에 적용된 마이크로 실리콘은 나노 실리콘보다 저렴하고 사용이 더 용이하다는 이점이 있다”며 “특히 500번 이상의 충전과 방전 이후에도 잔존 용량 80% 이상을 유지하고, 현재 상용화된 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도를 약 40% 높일 수 있어 전고체 배터리의 상용화를 위한 기술적인 진일보를 이뤄냈다”고 설명했다.

노정연 기자 dana_fm@kyunghyang.com