LG에너지솔루션은 KAIST 공동 연구팀과 리튬이온전지 대비 주행거리가 약 50% 늘어난 리튬메탈전지 관련 기술 개발에 성공했다고 7일 밝혔다.

이번 연구 결과는 LG에너지솔루션과 KAIST가 차세대 리튬메탈전지 관련 원천기술 개발을 위해 2021년 설립한 공동연구센터 FRL(Frontier Research Laboratory)이 2년 동안 연구한 결과물이다. 연구 논문은 세계적 과학 학술지 네이처 에너지(Nature Energy)에 게재됐다.

리튬메탈전지는 흑연계 음극재를 리튬메탈로 대체해 기존 리튬이온전지 대비 음극재 무개와 부피를 크게 줄이며, 에너지 밀도와 주행거리를 대폭 향상시킬 수 있다.

그러나 기존 리튬메탈전지는 음극 표면에 발생하는 덴드라이트(Dendrite, 전지 내 리튬의 전착 과정에서 리튬 이온의 적체 현상에 의해 형성되는 수지상의 리튬 전착 현상) 및 액체 전해액에 의한 지속적 부식이 한계로 짚어져 왔다.

연구팀은 붕산염-피란 기반 액체 전해액을 세계 최초로 적용해 충·방전 시 리튬메탈전지의 충·방전 효율 향상과 1회 충전 시 900km 주행 가능할 만큼 에너지밀도를 높일 수 있게 됐다.

더불어 400회 이상 재충전 가능한 만큼 수명 안정성 확보도 가능하며 이번 연구에서 구현된 리튬메탈전지는 전고체전지와 달리 구동 시 높은 온도와 압력이 요구되지 않아 전기차 주행거리를 높이기 위한 간소화된 전지 시스템 설계가 가눙하다.

정근청 LG에너지솔루션 미래기술센터장 부사장은 "KAIST와 함께 액체 전해액을 사용하는 리튬메탈전지의 대표적인 난제를 해결해 상용화에 한걸음 더 다가설 수 있게 되었다는데 의의가 있다"라며 "앞으로도 FRL과의 적극적인 협력을 통해 차별화된 기술력을 바탕으로 차세대 배터리의 상용화에 앞장서 나가겠다"고 말했다.

한편, 이번 연구를 진행한 FRL은 LG에너지솔루션과 국내·외 유수 대학 및 기관들과 차세대 배터리 관련 연구개발을 진행하는 공동연구센터다. LG에너지솔루션은 KAIST 외에도 미국 샌디에이고 캘리포니아 대학(UCSD), 독일 뮌스턴 대학 등과 FRL을 운영 중이다.