LG엔솔, '900㎞ 주행' 리튬메탈배터리 원천기술 개발

[서울=뉴시스] KAIST-LG에너지솔루션 FRL 리튬메탈전지 기술 관련 인포그래픽. (사진=LG에너지솔루션) 2023.12.07 [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스] 이다솜 기자 = LG에너지솔루션과 한국과학기술원(KAIST) 공동 연구팀은 리튬이온전지 대비 주행거리를 약 50% 늘리고, 충방전 효율 및 수명 또한 대폭 개선할 수 있는 리튬메탈전지 관련 원천기술 개발에 성공했다고 7일 밝혔다.

리튬메탈전지는 기존 흑연계 음극재를 리튬메탈로 대체하면서 기존 리튬이온전지보다 음극재의 무게와 부피를 크게 줄일 수 있는 것이 특징이다. 이를 통해 에너지 밀도와 주행거리를 대폭 향상시킬 수 있어 대표적 차세대 배터리로 꼽힌다.

하지만 기존 리튬메탈 배터리는 음극 표면에 발생하는 '덴드라이트' 액체 전해액에 의한 지속적인 부식이 배터리의 수명과 안전성을 위협하는 한계가 있었다.

공동 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 '붕산염-피란 기반 액체 전해액'을 세계 최초로 적용했다.

이 전해액은 충·방전시 리튬메탈 음극 표면에 형성되는 수 나노미터 두께의 고체 전해질 층(SEI)을 치밀한 구조로 재구성함으로써 전해액과 리튬메탈 음극 간의 부식 반응을 차단하는 역할을 한다. 

이를 통해 리튬메탈전지의 충방전 효율을 향상시키는 것은 물론 1회 충전에 900km 주행이 가능할 만큼 에너지밀도를 높일 수 있다. 기존 고성능 전기차에 적용되는 리튬이온전지의 주행거리 약 600km보다 50% 높은 수준이며, 400회 이상 재충전이 가능할 만큼 수명 안정성 확보도 가능하다.

또한 이번 연구에서 구현된 리튬메탈전지는 전고체전지와는 달리 구동시 높은 온도와 압력이 요구되지 않아 전기차의 주행거리를 높이기 위한 간소화된 전지 시스템 설계가 가능하다.


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