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LG엔솔은 이번 기술 개발 성공을 통해 세계 최고의 배터리 기술을 지닌 업체라는 점을 다시 입증했다.
실리콘을 사용한 전고체 배터리가 상온에서 충전과 방전 수명이 500회 이상인 것은 LG엔솔이 처음이다. 상온(常溫)은 일반적으로 가열하거나 냉각하지 않은 온도로 보통 15도를 뜻한다.
이번 연구 논문은 24일 세계 과학계 연구 성과 지표 기준이 되는 최고 권위 과학 잡지 ‘사이언스(Science)’ 373권 6562호에 실려 성과를 인정받았다.
전고체 배터리는 배터리 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 바꾼다. 이에 따라 전고체 배터리는 현재 사용 중인 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도를 높이고 배터리 성능 안전도 향상할 수 있는 차세대 배터리다.
에너지 밀도를 높이기 위해 리튬 금속을 음극으로 사용하는 기존 전고체 배터리는 온도에 민감해 60도 혹은 그 이상 고온에서만 충전할 수 있고 충전 속도도 느린 점이 한계로 지적됐다.
이에 따라 LG엔솔과 UCSD 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전고체 배터리 음극에서 도전(열이 전달되는 물질)재를 제거하고 5마이크로미터(um) 내외 입자 크기를 가진 ‘마이크로 실리콘 음극재’를 적용했다.
또한 기존 연구는 실리콘 음극재 부피 변화를 억제하기 위해 100나노미터(nm) 이하 입자 크기를 가진 나노 실리콘을 적용했지만 LG엔솔과 UCSD팀이 이번 연구에 사용한 마이크로 실리콘은 나노 실리콘보다 가격이 싸고 사용하기에 편리하다는 점이 장점이다.
업계 관계자는 "전고체 배터리를 500번 이상 충전과 방전을 해도 전력이 80%이상 유지한다"며 "현재 상용화된 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 약 40% 높아 전고체 배터리 상용화를 위한 기술적인 돌파구를 마련했다"고 평가했다.
김명환 LG에너지솔루션 최고제품책임자(CPO) (사장)은 “UCSD와 전고체 배터리에서 의미 있는 기술을 개발해 사이언스 저널에 실리고 차세대 배터리로 각광 받게 돼 기쁘다"며 “앞으로도 대학과의 협력을 강화해 차세대 첨단배터리 분야에서도 세계 최고의 기술력을 확보하겠다”고 말했다.
남지완 글로벌이코노믹 기자 ainik@g-enews.com
