[SRT(에스알 타임스) 전지선 기자] LG에너지솔루션이 KAIST(카이스트)와 함께 차세대 배터리로 주목받는 리튬메탈전지의 충전 속도를 크게 단축할 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.
양측의 공동 연구팀은 1회 충전에 800㎞ 이상 주행, 누적 주행거리 30만㎞ 이상의 수명을 확보하면서 충전 시간을 12분까지 단축할 수 있는 리튬메탈전지 연구 결과를 세계적인 학술지 '네이처 에너지'에 게재했다.
LG에너지솔루션과 KAIST는 지난 2021년 리튬메탈전지 관련 원천기술 개발을 위해 공동연구센터 FRL을 설립하고 연구를 이어오고 있다.
이번 기술은 지난 2023년 발표해 '네이처 에너지'에 게재된 '저부식성 붕산염-피란 액체 전해액 기반 리튬메탈전지'의 후속 연구로, 리튬메탈전지의 난제로 꼽히던 충전 속도를 개선했다는 의미가 있다.
리튬메탈전지는 음극재의 무게와 부피를 줄여 에너지 밀도를 향상하고 고성능 전기차의 평균 주행거리를 600km에서 800km 이상으로 늘릴 수 있다는 장점이 있다.
그러나 수명과 안정성 확보를 어렵게 만드는 '덴드라이트'(dendrite·나뭇가지 모양의 결정) 문제를 해결해야 하는 기술적 어려움이 존재해왔다.
특히, 충·방전 과정에서 리튬금속의 표면에 생기는 덴드라이트 현상은 화재 위험을 증가시키는데, 급속 충전 시 더욱 심각하게 발생해 재충전이 가능한 리튬메탈전지를 구현하는 것이 난제였다.
이에 FRL 공동연구팀은 급속 충전 시 덴드라이트 형성의 근본적 원인을 해결할 수 있는 응집 억제형 신규 액체 전해액을 세계 최초로 개발했다.
결과적으로 높은 에너지밀도를 유지하면서도 기존에 한계로 지적되던 느린 충전 속도 문제를 극복해 리튬메탈전지의 상용화를 한층 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.
김제영 LG에너지솔루션 최고기술책임자(CTO) 전무는 "지난 4년간의 협력이 유의미한 성과를 창출하고 있다"며 "앞으로도 산학 협력을 더욱 강화해 기술적인 난제를 해결하고 차세대 배터리의 분야에서도 최고의 성과를 창출해 나가겠다"고 말했다.