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충전 속도 10배 향상…LG엔솔 '꿈의 배터리' 개발 성큼

시카고대 석학 셜러 멍 교수와 공동연구

'무음극 전고체전지' 개발 돌파구 마련

LG에너지솔루션과 공동연구를 진행한 셜리 멍 시카고대 교수. 사진 제공=LG에너지솔루션




LG에너지솔루션이 꿈의 배터리로 꼽히는 전고체전지의 충전 속도를 10배 높일 수 있는 기술을 개발했다.

LG에너지솔루션은 전고체전지 연구 분야의 세계적 석학인 셜리 멍 시카고대 교수와 공동으로 연구한 ‘금속의 결정 성장 방향이 배터리 충전 속도 및 안전성에 미치는 영향’ 논문이 에너지 분야 학술지 ‘줄(Joule)’에 게재됐다고 12일 밝혔다.

LG에너지솔루션은 멍 교수가 이끄는 시카고대와 UC샌디에고(UCSD)의 프런티어리서치랩(FRL) 연구팀과 전고체전지 기술의 혁신적인 연구를 추진해 왔다. 멍 교수는 전고체전지에 얇은 실리콘 층을 도입했다. 이를 통해 리튬 금속의 결정 성장 방향을 제어해 균일한 전착(전기장에 의해 전해질 내 이온이 전극의 표면에 들어붙는 일)을 유도하는 기술을 개발했다. 연구팀은 “(이번 연구로) 전고체전지의 충전 속도를 10배 향상시키고 배터리 안전성을 대폭 높일 수 있다”고 설명했다.



LG에너지솔루션은 연구 성과에 힘입어 ‘무음극 전고체전지’ 개발에 속도를 올릴 것으로 기대하고 있다. 무음극 전고체전지는 기존 음극에서 음극재를 제거하고 충전을 할 때 양극에서 이동한 리튬이온을 음극에서 리튬 금속으로 환원해 활용하는 전고체전지를 의미한다.

이런 방식은 배터리 무게와 부피를 줄이면서도 에너지 밀도를 극대화할 수 있다. 그러나 리튬 금속이 균일하게 전착되지 않으면 수명과 성능 저하를 초래하는 문제가 있었다. 이번 연구를 통해 이런 문제를 해결할 기술적 돌파구를 찾았다는 분석이다.

LG에너지솔루션 관계자는 “전기차와 에너지저장장치(ESS)에 대한 수요가 증가함에 따라 차세대 배터리 기술 개발을 위한 제조 전문성과 대학의 혁신적인 연구 협력이 중요하다”며 “지속적인 기술 개발과 협력을 통해 고객 가치를 높이고 배터리 시장의 선두 주자로 자리매김하겠다”고 말했다.

LG에너지솔루션은 국내외 대학 및 기관들과 공동 연구센터 FRL을 설립해 차세대 배터리 관련 연구 개발 과제를 수행하고 원천 기술을 선제적으로 확보해 경쟁사들과 기술 격차를 벌릴 방침이다.
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