LG엔솔·카이스트, 리튬메탈전지 12분 급속충전 기술 쾌거

LG에너지솔루션-카이스트(KAIST) FRL 연구팀의 신규 리튬메탈전지 기술 인포그래픽. [사진=LG에너지솔루션]

[이뉴스투데이 노태하 기자] LG에너지솔루션이 카이스트(KAIST)와 손잡고 차세대 배터리로 꼽히는 리튬메탈전지의 충전 속도를 혁신적으로 단축하는 기술을 개발했다.

4일 LG에너지솔루션은 양측 공동 연구팀이 1회 충전으로 800km 이상 주행, 30만km 누적 수명을 확보하면서 충전 시간을 12분으로 줄일 수 있는 리튬메탈전지를 개발해 세계적 학술지 네이처 에너지(Nature Energy) 에 연구 성과를 게재했다고 밝혔다.

LG에너지솔루션과 KAIST는 2021년 리튬메탈전지 원천기술 확보를 목표로 공동연구센터 FRL을 설립해 연구를 이어왔다. 이번 성과는 2023년 네이처 에너지에 발표됐던 ‘저부식성 붕산염-피란 액체 전해액 기반 리튬메탈전지’의 후속 연구로, 충전 속도라는 핵심 난제를 개선했다는 점에서 의미가 크다.

리튬메탈전지는 음극재의 무게와 부피를 줄여 에너지 밀도를 높임으로써 고성능 전기차 주행거리를 기존 600km에서 800km 이상으로 늘릴 수 있다. 하지만 충·방전 과정에서 리튬금속 표면에 발생하는 덴드라이트(나뭇가지 모양 결정)로 인해 수명 단축과 화재 위험이 커지는 문제가 상용화의 걸림돌로 지적돼 왔다. 특히 급속 충전 시 덴드라이트 문제가 심화돼 상용화 난도가 더욱 높았다.

이에 FRL 연구팀은 급속 충전 과정에서 덴드라이트 형성을 억제할 수 있는 응집 억제형 신규 액체 전해액을 세계 최초로 개발, 충전 속도 문제를 근본적으로 해결했다. 이로써 고에너지밀도를 유지하면서도 안정성과 빠른 충전을 동시에 구현할 수 있게 됐다.

김제영 LG에너지솔루션 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.