[더게이트]

LG화학이 25일 전고체 배터리의 성능을 크게 향상시키는 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 회사는 전고체 배터리 핵심 소재인 고체 전해질 입자 크기를 균일하게 조절하는 기술을 개발했으며, 이 연구는 세계적 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’에 게재되었다.

참고로 전고체 배터리는 양극과 음극 사이의 전해질이 고체로 된 2차 전지로 현재 상용화된 리튬이온 배터리와 비교해 에너지 밀도가 매우 높아 대용량 배터리 구현이 가능하다. 그래서 전기차에 적용하면 주행거리가 더 길고 전해질이 불연성이라 안정성도 크게 높아진다.

이번 연구는 LG화학 차세대소재연구소와 한양대학교 송태섭 교수 연구팀이 공동으로 수행했으며, 전고체 배터리 상용화 가능성을 높인 성과로 평가된다. 전고체 배터리는 기존 리튬 배터리에 사용되는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용해 안전성과 에너지 효율을 개선했으나, 입자 크기의 불균일성으로 인한 빈틈 발생으로 성능 저하 문제가 있었다.

이를 해결하고자 양측 연구팀은 전해질 입자 생산에 스프레이 재결정화(Spray-Recrystallization) 기술을 적용했다. 이 기술은 전해질 용액을 미세한 방울 형태로 분사한 후 용매가 증발하면서 균일한 구형 입자를 만든다. 그 결과 전해질 입자 크기의 불균일 문제를 효과적으로 개선할 수 있다.

균일한 전해질은 양극 활물질과 밀착도가 높아져 리튬 이온의 이동이 쉬워진다. 이 기술을 적용한 전지는 기존 대비 기본 용량이 약 15% 증가했으며, 고속방전용량은 약 50% 향상되었다. 특히 고속방전용량은 고출력 장치에 필수적인 성능이다.

LG화학은 이번 기술을 바탕으로 고체 전해질 개발을 가속화하고 전고체 배터리의 상용화에 주력할 계획이다. LG화학 신학철 부회장은 "이번 연구는 전고체 배터리 상용화의 핵심 과제를 해결한 의미 있는 성과"라며 "LG화학은 차세대 배터리 기술 경쟁력을 강화해 글로벌 시장을 선도해 나갈 것"이라고 밝혔다.