[더밸류뉴스=손민정 기자]

LG에너지솔루션(대표이사 김동명)이 서울대학교 화학부 임종우 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 차세대 LMR(리튬망간리치) 배터리의 최대 난제로 지적돼 온 가스 발생 현상을 억제하고 수명 안정성을 확보했다.

'인터배터리 2026'에서 공개된 LG에너지솔루션 LMR배터리 [사진=LG에너지솔루션]

LG에너지솔루션은 7일 전기차용 LMR 대형 셀 적용 가능성을 높인 연구 결과가 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 게재됐다고 밝혔다.

LMR은 값싼 망간을 주원료로 채택해 제조 원가를 낮춘 양극 소재다. 전이금속과 소재 내부의 산소를 동시 활용해 고에너지 밀도를 제공한다. 그러나 충전 과정에서 산화한 산소가 방전 시 정상 회복되지 않으면 내부 구조 손상 및 가스 발생을 유발해, 여유 공간이 적은 대형 셀 상용화의 걸림돌로 꼽혀 왔다.

서울대학교 화학부 임종우 교수 [사진=LG에너지솔루션]

공동 연구진은 정밀 분석을 거쳐 산소 회복을 조율하는 핵심 변수가 충전 상한 전압과 방전 하한 전압에 모두 존재함을 확인했다. 충전 상한 전압을 4.6V에서 4.3V로 낮추자 산화된 산소의 환원율이 86%에서 97%로 상승했으며, 방전 하한 전압을 2.0V까지 낮췄을 때 산소가 본래 상태로 회복되는 현상을 규명했다.

LG에너지솔루션은 해당 결과를 바탕으로 40Ah급 LMR 대형 셀의 구동 전압 범위와 활성화 공정을 재설계했다. 특히 활성화 단계에 저온 공정을 적용해 대형 셀 특유의 가스 발생을 제어했다.

최적화 공정을 적용한 40Ah급 LMR 대형 셀은 883회 충·방전 시험을 거친 이후에도 초기 에너지의 92.2%를 유지했다. 소형 셀 연구 수준을 넘어 실제 전기차에 탑재 가능한 대형 셀 단위에서 LMR 소재의 실용화 가능성을 확인했다.

임종우 서울대 교수는 충·방전 조건의 종합적 고려가 LMR 배터리의 장기 안정성을 결정짓는 요소라고 전했다. LG에너지솔루션 측은 이번 연구를 통해 대형 셀 수명 안정성을 확보했으며 기술 발판을 세웠다고 설명했다.

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