“충전 10배 빠르게”…LG에너지솔루션, 무음극 전고체전지 개발 가속도

시카고대 셜리 멍 교수 공동 연구로 충전 속도 ↑
전지에 얇은 실리콘 층 도입해 균일 전착 유도

셜리 멍(Shirley Meng) 교수가 배터리에 사용되는 금속의 질감을 개선하면 성능이 크게 향상된다는 것을 설명하고 있다./LG에너지솔루션

LG에너지솔루션이 세계적인 석학과 머리를 맞댄 결과, '꿈의 배터리' 전고체전지의 문제점을 해소할 수 있는 신기술을 개발했다.

12일 LG에너지솔루션은 전고체전지 연구 분야의 세계적 석학인 시카고대학교 셜리 멍 교수와 함께 연구한 '금속의 결정 성장 방향이 배터리 충전 속도 및 안전성에 미치는 영향'에 대한 논문이 에너지 분야의 저명한 학술지 '줄(Joule)'에 게재됐다고 밝혔다.

LG에너지솔루션은 그 동안 멍 교수가 이끄는 시카고대학교와 UC 샌디에고의 FRL 연구팀과 함께 전고체전지 기술의 혁신적인 연구를 추진해오고 있었다.

멍 교수는 전고체전지에 얇은 실리콘 층을 도입, 리튬 금속의 결정 성장 방향을 제어해 균일한 전착(전기장에 의해 전해질 내 이온이 전극의 표면에 들어붙는 일)을 유도하는 기술을 개발했다. 이를 통해 전고체전지의 충전속도를 약 10배 이상 향상시키고, 배터리의 안전성을 대폭 높일 수 있다고 설명했다.

LG에너지솔루션은 이번 연구 성과를 통해 무음극 전고체전지 개발에 속도를 올릴 수 있을 것으로 기대하고 있다.

무음극 전고체전지는 기존 음극에서 음극재를 제거하고, 충전 시 양극에서 이동한 리튬 이온을 음극에서 리튬 금속으로 환원해 활용하는 전고체전지를 의미한다. 해당 방식은 배터리의 무게를 줄이고 부피를 축소하면서도 에너지밀도를 극대화할 수 있는 기술로 평가 받고 있다.

다만 리튬 금속이 균일하게 전착되지 않으면 수명과 성능 저하를 초래할 수 있는 문제점이 있었는데 이번 연구성과로 돌파구를 마련한 셈이다.

LG에너지솔루션 관계자는 "전기차와 ESS에 대한 수요가 증가함에 따라 차세대 배터리 기술 개발을 위한 제조 전문성과 대학의 혁신적인 연구 협력이 중요하다"며 "지속적인 기술 개발과 협력을 통해 고객가치를 높이고 배터리 시장의 선두주자로 자리매김하겠다"고 말했다