LG에너지솔루션이 임종우 서울대 화학부 교수 연구진과 리튬망간리치(LMR)배터리의 안정성을 혁신적으로 개선할 수 있는 핵심 기술을 확보했다고 7일 밝혔다.
LMR은 저렴한 망간을 주원료로 활용해 소재 비용을 획기적으로 줄이는 차세대 양극 소재다. 니켈과 망간 같은 전이금속뿐만 아니라 소재 내부의 산소까지 에너지 저장에 활용해 높은 에너지 밀도를 구현한다.
다만 산화된 산소가 방전 과정에서 충분히 회복되지 않을 경우 배터리 구조가 손상되고 가스가 발생한다. 내부 여유 공간이 제한적인 전기차용 대형 셀에서 내부 압력 상승과 성능 저하를 유발해 LMR 상용화의 최대 난제로 여겨져 왔다.
공동연구팀은 산소의 산화·환원 거동을 정밀 분석해 산소 회복을 좌우하는 핵심 변수가 충전 상한 전압뿐 아니라 방전 하한 전압에도 있음을 밝혀냈다.
이 연구 결과는 기술적 성과와 학술 가치를 인정받아 세계적인 권위의 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.
LG에너지솔루션 연구진은 이 같은 분석 결과를 토대로 40Ah급 LMR 대형 셀의 구동 전압 범위와 활성화 공정 조건을 재설계했다. 특히 활성화 단계에서 온도를 낮추는 공정을 적용해 대형 셀 특유의 가스 발생을 효과적으로 억제했다.
LG에너지솔루션 관계자는 “이번 연구는 가스 발생을 효과적으로 억제해 대형 셀에서도 안정적인 배터리 수명을 확보할 수 있음을 보여준 성과”라며 “차세대 LMR 배터리 시장에서의 성장을 가속할 수 있는 발판을 마련했다”고 했다.
박유민 기자 newmin@etnews.com
