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LG에너지솔루션, ‘전고체 배터리 상용화에 성큼’…상온 고속 충전 가능 - 미국 샌디에이고 대학교 공동 연구 - 마이크로 실리콘 음극재 적용…저렴·용이
  • 기사등록 2021-09-24 16:36:35
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[더밸류뉴스=문성준 기자]

LG에너지솔루션(대표이사 김종현)이 상온에서도 급속 충전이 가능한 배터리 기술을 개발하며 차세대 배터리로 각광받는 전고체 배터리(전해질을 고체로 만든 배터리)의 상용화에 한 걸음 다가섰다. 


LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고 대학교(이하 USCD)와 공동 연구로 기존 60도 이상에서만 충전이 가능했던 기술적 한계를 넘어 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충방전(교대로 전력을 공급하는 방식) 수명이 500회 이상인 건 처음이다. 이번 연구 논문은 세계적으로 권위를 인정받는 과학저널 ‘사이언스지(373권 6562호)’에 실렸다. 


[LG에너지솔루션과 UCSD가 공동 개발한 장수명 전고체 전지의 충전 진행 과정. [이미지=LG에너지솔루션]

전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체함으로써 에너지 밀도를 향상시키고 안정성도 강화할 수 있다는 장점이 있다. 기존에는 에너지 밀도 향상을 위해서 60도 혹은 그 이상의 고온에서만 충전할 수 있고, 충전 속도가 느리다는 단점이 있었는데 이번 연구에서 그 단점을 상쇄했다. 


연구팀은 이 문제를 해결하기 위해서 전고체 배터리의 도전(導電)재와 바인더를 제거하고 5um(마이크로미터) 내외의 입자 크기를 가진 ‘마이크로 실리콘 음극재’를 적용했다. 본 연구에 적용된 마이크로 실리콘은 나노 실리콘보다 저렴하면서도 사용이 용이하다. 특히 500번 이상의 충전과 방전 이후에도 80% 이상의 잔존 용량을 유지하면서 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도를 약 40% 높이는 것이 가능하다.


이번 연구결과는 LG에너지솔루션이 매년 개최하는 배터리 이노베이션 콘테스트(Battery Innovation Contest)의 지원 과제가 실제 성과로 이어진 사례로 그 의미가 남다르다는 평을 받는다. 


a854123@thevaluenews.co.kr

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