LG에너지솔루션은 포스텍(POSTECH), 성균관대학교와 함께 차세대 배터리 기술(핵심 전해질) 공동 개발에 성공했다고 20일 밝혔다. 

세 기관의 공동연구를 통해 리튬이온배터리의 저온 성능과 열안전성을 동시에 개선할 수 있는 핵심 전해질 기술이 개발됐으며, 이 기술은 영하 20도 환경에서도 기존 전해질 대비 월등한 성능을 보였다.

공동연구팀에 따르면 새롭게 개발된 전해질은 100회 충·방전 후에도 약 87%의 용량을 유지하며, 배터리의 열폭주(thermal runaway) 현상을 90% 이상 억제하는 데 성공했다. 연구 결과는 에너지 분야의 권위 있는 국제학술지 ‘Advanced Energy Materials’와 ‘Journal of Materials Chemistry A’에 각각 게재됐다.

이번 기술은 ‘알릴 트리메틸 포스포늄(APT)’ 계열의 이온성 화합물을 활용한 전해질로, 전해질 내 이온 전도성을 높이고 계면 안정성을 강화할 수 있는 다기능성 소재다. 특히 APT 계열 화합물은 전해질의 동결점을 낮춰 저온 환경에서도 높은 이온 이동성을 유지하게 해준다. 이에 따라 극저온 환경에서도 안정적인 배터리 성능이 가능해졌다는 설명이다.

이번 연구는 LG에너지솔루션의 셀 제작 및 분석 역량, POSTECH의 이온성 화합물 합성 기술, 성균관대의 계면 분석 전문성을 바탕으로 이뤄진 산학 협력의 성과로, 국내 배터리 기술의 글로벌 경쟁력을 높였다는 평가를 받고 있다. 

향후에는 극지방·우주환경 등 극저온 조건에서의 특수 목적 배터리나 고용량 실리콘 음극 기반의 차세대 배터리 등 다양한 응용 분야에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

이기라 POSTECH 교수 연구팀은 “산업 현장의 기술적 과제를 학문적으로 재해석해 실질적 해결책으로 이어진 대표적 산학협력 사례”라고 말했고, 성균관대 박호석 교수 연구팀은 “APT 이온성 화합물은 분자 설계를 통해 전고체배터리나 리튬금속배터리로의 확장도 가능하다”고 설명했다.

LG에너지솔루션 관계자는 “하나의 이온성 화합물 플랫폼으로 성능과 안전성이라는 상반된 요구를 동시에 만족시킨 혁신 사례”라며 “이번 기술은 전기차뿐 아니라 항공, 우주, 극한 환경 등 다양한 분야에서 새로운 가치를 창출할 수 있을 것”이라고 강조했다.