LG에너지솔루션에서 운영하는 FRL에서 연구원이 전고체 배터리를 연구하고 있다. LG에너지솔루션 제공LG에너지솔루션이 양극 소재로 '황(Sulfur)'을 활용한 고용량 배터리를 전고체 기술로 구현했다.
LG에너지솔루션은 5일 "전고체 배터리 분야의 세계적 석학인 시카고 대학교 셜리 멍 교수 연구팀과 공동 수행한 연구 결과가 지난 2월 27일 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 게재됐다"고 밝혔다.
이번 연구의 핵심은 가격이 저렴하고 자원이 풍부한 '황'을 양극 소재로 채택해 에너지 저장 성능을 극대화한 점이다. 황은 이론적 용량이 약 1675mAh/g에 달해 고용량 양극 소재 후보로 꼽혀왔으나, 기존 액체 전해질 환경에서는 충·방전 시 황 화합물이 전해질로 빠져나가는 '폴리설파이드(Polysulfide) 용출' 현상으로 인해 수명과 안정성 확보에 한계가 있었다.
공동 연구진은 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용하는 전고체 배터리 구조를 도입해 난제를 해결했다. 용출 환경을 원천 차단함으로써 약 1500mAh/g 수준의 용량과 안정적인 수명을 구현했다. 또 코인셀뿐만 아니라 실제 파우치 형태의 셀에서도 구현하면서 실질적인 적용 가능성을 검증했다.
LG에너지솔루션 관계자는 "이번 성과는 황 양극을 적용해 기존 리튬이온전지 대비 한 단계 높은 에너지 용량 확장 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 크다"며 "산업계와 학계의 협력을 바탕으로 안전성, 에너지밀도, 비용 경쟁력을 동시에 확보해 차세대 배터리 기술을 지속적으로 확대해 나갈 것"이라고 밝혔다.