LG에너지솔루션이 차세대 배터리로 각광받는 전고체 배터리 분야에서 획기적인 혁신 기술이 개발되며 상용화에 나선다.

미국 샌디에이고 대학교(이하 UCSD)와 공동 연구로 기존 60도 이상에서만 충전이 가능했던 기술적 한계를 넘어 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다고 밝힌 것.

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

결국 액체형태가 아니라 고체여서 높은 안전도를 기대할 수 있다. 전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체하는 차세대 배터리다.

연구팀은 전고체 배터리의 음극에서 도전(導電)재와 바인더를 제거하고 5um(마이크로미터) 내외의 입자 크기를 가진 ‘마이크로 실리콘 음극재’를 적용한 것.

실리콘 음극재는 기존 흑연 음극재에 비해 10배 높은 용량을 가져 배터리의 에너지 밀도 향상을 위한 필수 소재로 손꼽히지만, 충방전 중 큰 부피 변화 때문에 실제 적용이 까다로운 소재로 알려져 있다.

또한, 기존 연구에서 실리콘 음극재의 부피 변화를 억제하기 위해 100nm(나노미터, 0.1마이크로미터) 이하의 입자 크기를 가진 나노 실리콘을 적용한 데 반해, 본 연구에 적용된 마이크로 실리콘은 나노 실리콘보다 저렴하고 사용이 더 용이하다는 이점이 있다.

특히, 500번 이상의 충전과 방전 이후에도 80%이상의 잔존 용량을 유지하고, 현재 상용화된 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도도 약 40% 높이는 것이 가능해 전고체 배터리의 상용화를 위한 기술적인 진일보를 이뤄냈다는 평가다.

김명환 LG에너지솔루션 최고생산·구매책임자(CPO·사장)는 “이번 연구 결과로 차세대 배터리로 각광 받는 전고체 배터리 상용화에 한 걸음 더 다가갔다”며 “앞으로도 적극적인 오픈 이노베이션 전략을 통해 차세대 배터리 분야에서도 차별화한 기술력으로 세계 시장을 선도해나갈 것”이라고 말했다.

/지피코리아 김기홍 기자 gpkorea@gpkorea.com, 사진=LG에너지솔루션