LG화학, 차세대 배터리도 '선두'…국내 최초·최고도 비행 시험 성능 확인(종합)

리튬-황 배터리 무인기, 13시간 비행 성공

LG화학, 2025년 리튬-황 배터리 양산 목표

리튬이온 배터리 시장에선 이미 독보적 선두

[서울=뉴시스]고고도 태양광 무인 항공기 EAV-3.(사진=LG화학 제공)

[서울=뉴시스] 박주연 조인우 기자 = LG화학이 차세대 배터리로 지목되는 리튬-황 배터리 분야에서도 선두를 차지할 기세다. 리튬-황 배터리를 활용해 국내 최초로 무인기 최고 고도 비행 테스트에 성공하면서다.

10일 LG화학은 최근 한국항공우주연구원에서 개발한 고고도 장기 체공 태양광 무인기(EAV-3)에 리튬-황 배터리를 탑재해 성층권 환경에서 비행하는 시험에 성공했다고 밝혔다. 리튬-황 배터리로 진행된 최초의 비행 테스트다.

시험은 지난달 30일 한국항공우주연구원 고흥 항공센터에서 진행됐다. LG화학의 리튬-황 배터리를 탑재한 EAV-3가 오전 8시36분부터 오후 9시47분까지 약 13시간 동안 비행에 성공했다.

EAV-3는 고도 12㎞ 이상 성층권에서 태양 에너지와 배터리로 오랜 시간 날 수 있는 소형 비행기다. 날기 위 태양전지판을 통해 충전돼 낮에는 태양전지와 배터리 전력으로, 밤에는 낮에 충전된 배터리 전력으로 비행한다.

특히 이번 비행 테스트에서 EAV-3는 국내 무인 비행기로는 전례 없는 고도 22㎞를 비행, 무인기 기준 국내 성층권 최고 고도 비행 기록을 달성했다. 또 총 13시간 비행 중 7시간을 일반 항공기가 운항할 수 없는 고도 12~22㎞ 성층권에서 안정적인 출력으로 비행하는 데 성공했다.

LG화학은 이번 테스트로 영하 70도의 낮은 온도·대기압이 지상 대비 25분의1 수준인 진공에 가까운 성층권의 극한 환경에서도 차세대 배터리 리튬-황 배터리의 안정적인 충방전 성능을 확인했다고 설명했다.

[서울=뉴시스]무인기에 탑재된 리튬-황 배터리.(사진=LG화학 제공)

LG화학 미래기술연구센터 혁신전지 프로젝트팀이 지난 1년6개월 간 성층권의 환경과 유사한 극한의 환경을 재현해 낮은 온도와 기압에서 리튬-황 배터리 연구를 진행하며 성능을 시험한 것이 이번 비행 테스트의 성공으로 이어졌다는 진단이다.

이로써 LG화학은 리튬이온 배터리에 이은 차세대 배터리 리튬-황 배터리 산업에서도 두각을 나타내게 됐다.

리튬-황 배터리는 양극재에 황탄소 복합체, 음극재에 리튬 메탈 등 경량 재료를 사용해 무게 당 에너지 밀도를 리튬이온 배터리 대비 1.5배 이상 높인 배터리다. 리튬이온 배터리보다 가볍고 희귀 금속을 사용하지 않아 가격경쟁력이 뛰어난 것이 장점이다.

특히 전기자동차 뿐 아니라 장기 체공 드론 및 개인용 항공기 등 미래 운송수단의 성능을 좌우하는 핵심 부품으로 꼽힌다. 이에 세계 각국에서는 리튬-황 배터리 개발에 치열하게 매달리고 있다.

비행 테스트에 성공한 LG화학은 향후 리튬-황 배터리 시제품을 추가 생산해 수일 이상의 장기 체공 비행을 시연할 예정이다. 동시에 2025년 이후 에너지 밀도가 현재 리튬이온 배터리의 2배 이상인 리튬-황 배터리를 양산할 목표로 준비하고 있다.

[서울=뉴시스]고고도 태양광 무인 항공기 EAV-3.(사진=LG화학 제공)

LG화학 CTO 노기수 사장은 "이번 비행 테스트를 통해 높은 에너지 밀도의 차세대 배터리 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 입증했다"며 "차세대 배터리 분야에 연구개발을 집중해 세계 시장에서의 주도권을 더욱 공고히 해 나가겠다"고 밝혔다.

LG화학은 이미 리튬이온 배터리 시장에서는 독보적인 선두를 차지했다. 지난 2000년 전기차 배터리의 잠재성을 인지하고 미국에 연구법인을 설립해 R&D에 착수한 LG화학은 화학회사가 갖는 핵심소재에 대한 강점을 바탕으로 연구와 투자를 거듭했다. 당시 일본 기업이 전기차용 배터리로 니켈수소전지에 집중할 때 LG화학은 리튬이온 배터리의 가능성에 주목한 것이다.

이후 매년 투자를 늘려 지난해에는 1조1000억원의 R&D 투자 중 배터리 분야에만 30% 이상을 투입하기도 했다. 시설투자 금액만 4조원에 육박하는 수준이다. 이를 바탕으로 전기차 배터리 분야에서만 1만7000여개의 특허를 확보하고, 한국·미국·중국·폴란드 등 업계 최다 글로벌 4각 체제도 갖췄다.

이를 바탕으로 지난 2분기에는 배터리 사업 사상 최대 실적을 기록했다. 전지 부문에서 매출 2조8230억원, 영업이익 1555억원을 분기 사상 최대 매출 및 영업이익의 기록을 세웠다.


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