LG엔솔, 황 양극 전고체 배터리 구현…차세대 배터리 진전

(서울=뉴스1) 양새롬 기자 = LG에너지솔루션(373220)이 황(Sulfur)을 양극 소재로 활용한 고용량 전고체 배터리를 구현하며 차세대 배터리 기술 가능성을 제시했다.

LG에너지솔루션은 전고체 배터리 분야 석학인 셜리 멍 미국 시카고대 교수 연구팀과 공동 수행한 연구 결과가 지난 2월 27일 에너지 분야 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다고 5일 밝혔다.

이번 연구는 LG에너지솔루션이 UC샌디에이고(UCSD) 및 시카고대학교 프리츠커 분자공학대학과 공동 운영 중인 프론티어 리서치 랩(FRL)의 대표 성과다.

연구진은 가격이 저렴하고 자원이 풍부한 황을 배터리 양극 소재로 적용해 높은 에너지 저장 성능을 구현했다. 황은 이론적으로 약 1675mAh/g에 달하는 높은 용량을 구현할 수 있어 차세대 고용량 양극 후보로 주목받아 왔다.

다만 기존 액체 전해질을 사용하는 구조에서는 충·방전 과정에서 생성된 황 화합물이 전해질로 빠져나가는 '폴리설파이드 용출' 현상으로 인해 성능 저하와 수명 문제를 겪어왔다. 이에 따라 상용화에 한계가 있다는 평가가 이어졌다.

공동 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해 액체 전해질 대신 고체 전해질을 적용한 전고체 배터리 구조를 도입, 용출 환경을 원천적으로 차단했다. 그 결과 약 1500mAh/g 수준의 용량과 안정적인 수명 성능을 구현하는 데 성공했다.

특히 해당 성능은 코인셀 단위 평가를 넘어 실제 파우치 형태 셀에서도 구현됐다. 이를 통해 연구 결과가 실질적인 배터리 적용 가능성으로 이어질 수 있음을 검증했다는 게 회사 측 설명이다.

LG에너지솔루션 관계자는 "황 양극을 적용해 기존 리튬이온전지 대비 한 단계 높은 에너지 용량 확장 가능성을 확인했다"며 "안전성과 에너지밀도, 비용 경쟁력을 동시에 확보해 차세대 배터리 기술 개발을 지속할 것"이라고 말했다.

이번 연구를 이끈 셜리 멍 교수는 '인터배터리 2026' 더 배터리 콘퍼런스 연사로 참석해 전고체 및 차세대 배터리 기술 발전 방향을 발표할 예정이다.

flyhighrom@news1.kr