LG에너지솔루션 오창에너지플랜트 전경 (LG에너지솔루션 제공)


LG에너지솔루션이 포항공대(POSTECH), 성균관대와 함께 리튬이온 배터리의 저온 성능과 열안전성을 동시에 개선할 수 있는 전해질 기술을 개발했다.
공동연구팀은 영하 20°C 환경에서도 100회 사이클 후 기존 전해질 대비 월등한 약 87%의 용량을 유지하고, 열폭주를 90% 이상 억제할 수 있는 전해질 연구 개발에 성공했다고 20일 밝혔다.
연구 결과는 에너지분야 최고 권위 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'와 '저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 에이'에 게재됐다.
핵심은 알릴 트리메틸 포스포늄(APT) 계열 이온성 화합물을 활용 법인회생채권 한 전해질 기술이다. 이온성 화합물은 전해질 내에서 이온을 이동시켜 전류를 흐르게 하는 역할을 한다. 특히 APT 계열 이온성 화합물은 전해질의 동결점을 낮추고 계면 반응을 조절하는 다기능성 소재로 주목받는다.
연구팀은 이 물질을 전해질 내에 적용할 경우 리튬이온 배터리 성능 저하 주요 원인인 '저온 이온 이동 저하'와 '계면 불안정성'을 서울솔로몬저축은행 동시에 개선하는 것을 확인했다고 설명했다.
실제 이 기술이 적용된 배터리 셀은 영하 20 °C의 악조건에서 100회 충·방전 후 약 87%의 높은 용량 유지율을 달성하며 저온 환경에서의 월등한 성능을 입증했다. 보통 배터리 셀의 경우 동일한 조건에서 약 10% 안팎의 용량을 유지하는 것이 일반적이다. 후속 연구에서는 동일한 APT 계열 대학생생활비대출 이온성 화합물을 고용량 실리콘 음극 배터리에 적용해 열폭주를 약 90% 이상 억제하는 등 열안전성을 획기적으로 향상시켰다.
공동연구팀은 극저온 환경에서 작동해야 하는 특수 목적 배터리나 고용량 실리콘 음극을 적용한 차세대 배터리 등 폭넓은 분야에 이 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대했다.
LG에너지솔루션 관계자는 “하나 1억 5천 대출이자 의 이온성 화합물 플랫폼으로 성능과 안전성이라는 상충된 요구를 동시에 충족시킨 사례”라며 “전기차, 항공·우주, 극저온 환경용 배터리 등 다양한 분야에서 새로운 고객가치를 제공할 수 있을 것”이라고 전했다.
정현정 기자 iam@etnews.com