"1회 충전에 900㎞ 주행"… LG엔솔, 리튬메탈배터리 원천기술 개발

배터리 제조사 LG에너지솔루션과 카이스트(KAIST) 공동 연구팀은 차세대 배터리로 주목받고 있는 '리튬메탈전지'의 성능을 획기적으로 늘리는 기술 개발에 성공했다고 7일 밝혔다. 

양 사는 이번 기술 개발로 현재 배터리 시장에서 주로 사용되는 리튬이온전지 대비 주행거리는 약 50% 더 늘리고, 충·방전 효율을 대폭 개선해 1회 충전에 900km 주행, 400회 이상 재충전까지 기대할 수 있다고 평가했다.

공동연구팀이 개발에 성공한 기술은 흑연계 음극재를 리튬메탈로 대체해 기존 리튬이온전지보다 음극재의 무게와 부피를 크게 줄인 배터리다. 기존 리튬메탈전지는 음극 표면에 리튬 결정체가 쌓이고, 액체 전해액에 의해 지속적으로 부식이 발생하는 단점이 있었다. 액체 전해액은 전지 내부에서 양극과 음극 사이를 오가며 리튬 이온이 전달될 수 있도록 하는 역할을 한다.

공동연구팀은 세계 최초로 '붕산염-피란(borate-pyran) 기반 액체 전해액'을 적용해, 충방전시 리튬메탈 음극 표면에 형성되는 수 ㎚(10억분의 1m) 두께의 고체 전해질 층(SEI)을 치밀한 구조로 재구성해 전해액과 리튬메탈 음극 간의 부식 반응을 차단하는 기술을 만들어냈다.

이번 기술은 흑연 소재 사용을 줄일 수 있다는 점에서 중국 의존도가 높은 흑연 공급망 리스크도 줄일 수 있다는 평가도 나왔다. 정근창 LG에너지솔루션 미래기술센터장은 "액체 전해액을 사용하는 리튬메탈전지의 대표적인 난제를 해결해 상용화에 한 걸음 더 다가설 수 있게 됐다"고 말했다.