LG엔솔, ‘1회 충전에 900km 주행’ 배터리 개발

[앵커]

LG에너지솔루션과 KAIST(카이스트) 공동 연구팀이 차세대 배터리로 주목받고 있는 리튬메탈전지의 성능을 획기적으로 늘릴 수 있는 기술 개발에 성공했습니다. 이 기술이 상용화되면 1회 충전에 900km 주행이 가능한 전기차를 만들 수 있는데요. 에너지분야 최고 권위 학술지인 ‘네이처 에너지’에 게재되며 성과를 인정받았습니다. 서청석 기잡니다.

[기자]

LG에너지솔루션과 KAIST 공동연구팀이 개발한 리튬메탈전지입니다.

리튬이온전지보다 주행거리가 늘어나고, 충방전 효율과 수명이 대폭 개선된 기술입니다.

이번 리튬메탈전지는 기존 고성능 전기차에 적용되는 리튬이온전지의 주행거리 약 600km보다 50% 높은 수준입니다. 400회 이상 재충전이 가능할 만큼 수명 안정성 확보도 가능합니다. 리튬메탈전지는 전고체전지와 달리 구동시 높은 온도와 압력이 요구되지 않아 전기차의 주행거리를 높이기 위한 간소화된 전지 시스템 설계가 가능합니다.

공동연구팀은 차세대 리튬메탈전지 관련 원천기술 개발을 위해 지난 2021년 공동연구센터 FRL(Frontier Research Laboratory)을 세우고 2년여간 연구를 해왔습니다.

FRL은 LG에너지솔루션이 국내외 대학, 기관들이 함께 차세대 배터리 관련 연구개발(R＆D) 과제를 수행하는 공동 연구센터입니다. LG에너지솔루션은 KAIST 외에도 미국 샌디에이고 캘리포니아 대학(UCSD), 독일 뮌스턴 대학 및 헬름홀츠 연구소 등과 FRL을 운영하고 있습니다.

리튬메탈전지는 기존 흑연계 음극재를 리튬메탈로 대체하면서 기존 리튬이온전지보다 음극재의 무게와 부피를 크게 줄일 수 있습니다. 이를 통해 에너지 밀도와 주행거리를 대폭 향상시킬 수 있어 대표적인 차세대 배터리로 꼽힙니다.

다만 기존 리튬메탈전지의 경우 음극 표면에 발생하는 ‘덴드라이트(Dendrite)’와 액체 전해액에 의한 지속적인 부식이 배터리의 수명과 안전성을 위협하는 한계로 지적돼 왔습니다. 덴드라이트는 전지 내 리튬의 전착 과정에서 리튬 이온의 적체 현상에 의해 형성되는 리튬 전착 현상을 말합니다.

공동 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 ‘붕산염-피란(borate-pyran)기반 액체 전해액’을 세계 최초로 적용했습니다.

이번 연구는 세계적인 과학 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’에 게재되며 성과를 인정받았습니다. LG에너지솔루션은 이 기술로 차세대 배터리 상용화에 속도를 낼 계획입니다.

서울경제TV 서청석입니다. /blue@sedaily.com

[영상편집 김가람]