LG엔솔, 전고체 기반 ‘황 양극’ 기술 구현…차세대 고용량 배터리 가능성 제시

LG에너지솔루션이 전고체 배터리 구조를 활용해 황(Sulfur) 양극 소재의 한계를 해결한 연구 성과를 공개하며 차세대 고용량 배터리 상용화 가능성을 제시했다.

LG에너지솔루션은 5일 시카고대학교 셜리 멍(Shirley Meng) 교수 연구팀과 공동 수행한 전고체 배터리 연구 결과가 에너지 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 게재됐다고 밝혔다.

이번 연구는 LG에너지솔루션·UC샌디에이고(UCSD)·시카고대학교 프리츠커 분자공학대학(Pritzker School of Molecular Engineering)이 공동 운영 중인 FRL(Frontier Research Lab)에서 진행된 대표적인 산학 협력 성과다.

황은 가격이 저렴하고 자원이 풍부하며 이론적으로 기존 대비 월등히 높은 용량(약 1675mAh/g)을 구현할 수 있어 차세대 소재로 꼽혀왔다. 하지만 기존 액체 전해질 구조에서는 충·방전 시 황 화합물이 흘러나오는 ‘폴리설파이드(Polysulfide) 용출’ 현상으로 인해 수명과 안정성 확보에 한계가 있었다.
공동 연구진은 액체 대신 고체 전해질을 적용한 전고체 배터리 구조를 도입해 용출 환경을 원천 차단했다. 이를 통해 약 1500mAh/g 수준의 용량과 안정적인 수명 성능을 확보하는 데 성공했다. 무엇보다 연구 결과가 코인셀을 넘어 실제 파우치 형태의 셀에서도 구현됨을 확인하며 실질적인 적용 가능성을 입증했다.

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.

한편 셜리 멍 교수는 오는 인터배터리 2026 ‘더 배터리 컨퍼런스’ 연사로 참석해 차세대 배터리 기술 발전 방향을 발표할 예정이다.


이지현 글로벌이코노믹 기자 hyunda92@g-enews.com