LG에너지솔루션-KAIST 공동 연구팀, 리튬메탈 배터리 한계 극복
붕산염-피란(borate-pyran) 기반 액체 전해액 개발해
2023-12-07 이민조 기자
LG에너지솔루션은 7일 LG에너지솔루션과 KAIST의 공동연구센터가 리튬메탈 배터리 성능을 획기적으로 늘릴 수 있는 기술 개발을 성공했다고 발표했다. 공동연구센터 FRL(Frontier Research Laboratory)가 설립된지 2년만의 성과다.
FRL은 리튬이온 배터리 대비 주행거리를 약 50% 늘리며 충방전 효율 및 수명을 대폭 개선할 수 있는 리튬메탈 배터리 관련 액체 전해액 기술을 개발했다.
리튬메탈 배터리는 에너지밀도와 주행거리가 높아 차세대 배터리 중 하나로 꼽히지만, 배터리 수명과 안전성에 대한 한계가 있다. 리튬메탈 음극재는 음극 표면에 발생하는 덴드라이트(리튬 전착 현상)와 액체 전해액에 의한 지속적인 부식이 발생한다.
FRL의 공동 연구팀은 문제 해결을 위해 ‘붕산염-피란(borate-pyran) 기반 액체 전해액’을 세계 최초로 적용했다. 이 전해액은 음극재 표면에 형성되는 수 나노미터 두께의 고체 전해질 층의 구조를 치밀하게 재구성해 전해액과 리튬메탈 음극 간의 부산 반응을 차단시켰다.
또한, 충·방전 효율과 에너지밀도를 높였다. 기존 1회 충전시 리튬이온 배터리 주행거리가 약 600km라면, 리튬메탈 배터리는 50% 향상된 900km를 주행할 수 있다. 400회 이상의 재충전과 간소화된 전지 시스템 설계도 가능하다.
LG에너지솔루션 미래기술센터장 정근창 부사장은 “KAIST와 함께 액체 전해액을 사용하는 리튬메탈 배터리의 대표적인 난제를 해결해 사용화에 한걸음 더 다가설 수 있게 됐다는 의의가 있다”며 “앞으로도 FRL과 적극적인 협력을 통해 차별화된 기술력을 바탕으로 차세대 배터리 상용화에 앞장서겠다”고 말했다.
디일렉=이민조 기자 lmj2@bestwatersport.com
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