LG에너지솔루션, 전고체 기반 황 양극 기술 구현

LG에너지솔루션에서 운영하는 FRL에서 연구원이 전고체 배터리를 연구하고 있다. LG에너지솔루션

LG에너지솔루션이 전고체 배터리 기반 황 양극 기술 구현에 성공하며 차세대 고용량 배터리 개발 가능성을 제시했다.

LG에너지솔루션은 시카고대학교와 UC샌디에이고 FRL 연구진과 공동 연구를 통해 전고체 배터리 구조에서 황 양극 기술 구현에 성공했다고 5일 밝혔다. 이번 연구 성과는 에너지 분야 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 게재됐다.

황은 가격이 저렴하고 자원이 풍부한 데다 이론 용량이 약 1675mAh/g에 달해 차세대 고용량 양극 소재 후보로 주목받아 왔다. 그러나 기존 액체 전해질 기반 배터리에서는 충·방전 과정에서 생성된 황 화합물이 전해질로 빠져나가는 ‘폴리설파이드(Polysulfide) 용출’ 현상이 발생해 수명과 안정성 확보가 어렵다는 한계가 있었다.

공동 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 액체 전해질 대신 고체 전해질을 적용한 전고체 배터리 구조를 도입했다. 이를 통해 용출이 발생하는 환경을 차단했고, 약 1500mAh/g 수준의 용량과 안정적인 수명 성능을 구현하는 데 성공했다.

특히 이번 연구는 실험용 코인셀 평가에 그치지 않고 실제 배터리 형태인 파우치 셀에서도 동일한 성능을 확인해 실제 배터리 적용 가능성을 검증했다는 점에서 의미가 있다는 평가다.

LG에너지솔루션 관계자는 “이번 성과는 황 양극을 적용해 기존 리튬이온전지 대비 한 단계 높은 에너지 용량 확장 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 크다”면서 “산업계와 학계 협력을 바탕으로 안전성, 에너지 밀도, 비용 경쟁력을 동시에 확보해 차세대 배터리 기술을 지속적으로 확대해 나갈 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구를 이끈 셜리 멍 교수는 인터배터리 2026 ‘더 배터리 컨퍼런스’ 연사로 참석해 전고체 배터리와 차세대 배터리 기술 발전 방향을 발표할 예정이다.

황소영 기자 fangso@donga.com