LG화학이 전고체 배터리 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 소재 기술 개발에 성공했다.

LG화학은 25일 전고체 배터리 핵심 소재인 고체 전해질의 입자 크기를 균일하게 제어하는 자체 기술 개발에 성공했으며, 해당 연구 결과가 세계적 권위의 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)’에 게재됐다고 밝혔다.

이번 연구는 LG화학 차세대소재연구소와 한양대학교 송태섭 교수 연구팀이 공동으로 수행한 연구 성과로, 전고체 배터리의 상용화를 앞당길 수 있는 기술적 전환점으로 평가되고 있다.

 기존 공정(액상법)으로 만든 전해질은 입자크기 불균형으로 빈틈이 발생해 리튬 이온의 이동을 저해하고, LG화학의 신규 공정(스프레이 재결정화)은 전해질 입자크기가 균등해 리튬 이온의 이동이 원활함/LG화학 제공

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리에 사용되는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 적용한 차세대 배터리 기술이다. 화재 위험성이 낮고 에너지 밀도가 높다는 장점을 갖지만, 고체 전해질 입자의 크기가 불균일할 경우 전극과 밀착이 어려워 성능 저하가 발생하는 기술적 한계가 존재해 왔다.

LG화학 연구진은 이러한 문제 해결을 위해 스프레이 재결정화(Spray-Recrystallization) 공정을 도입했다. 이 기술은 전해질 용액을 미세한 방울 형태로 분사한 뒤 용매를 증발시켜 크기와 형태가 균일한 구형 입자를 생산하는 방식으로, 기존 제조 방식의 한계를 극복한 것이 핵심이다.

연구에 따르면 균일한 전해질 입자를 적용한 전지는 기존 대비 기본 용량이 약 15%, 고속 방전 용량은 약 50% 향상된 성능을 보였다. 특히 고속 방전 성능은 고출력 전자기기 및 전기차 적용을 위해 핵심적으로 요구되는 기능이다.

LG화학은 이번 기술을 기반으로 고체 전해질 연구·개발(R&D) 속도를 더욱 높이고, 전고체 배터리 상용화 전략을 본격화할 계획이라고 밝혔다.

신학철 LG화학 부회장은 “이번 연구 결과는 전고체 배터리 실용화의 핵심 과제를 해결한 중요한 기술적 진전”이라며, “LG화학은 차세대 배터리 기술 경쟁력을 강화해 글로벌 시장을 선도해 나갈 것”이라고 말했다.

[경제엔미디어=김재호 기자]