LG화학이 차세대 배터리로 주목받고 있는 전고체 배터리의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 핵심 기술을 개발했다.

LG화학은 25일 고체 전해질 입자의 크기를 균일하게 제어하는 ‘스프레이 재결정화(Spray-Recrystallization)’ 기술을 개발했다고 발표했다.

이 연구는 LG화학 차세대소재연구소와 한양대학교 송태섭 교수 연구팀이 공동 수행했으며 관련 결과는 세계적 권위의 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)’에 게재됐다.

해당 논문은 전고체 배터리 상용화를 위한 소재 기술의 혁신 가능성을 보여줬다는 평가를 받고 있다.

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리에서 사용하는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용하는 기술로, 안전성과 에너지 효율이 뛰어난 것이 특징이다. 다만 고체 전해질의 입자 크기가 불균일할 경우, 전극과의 접촉 면에 빈 공간이 생겨 이온 이동이 비효율적이고, 배터리 성능 저하로 이어지는 문제가 있었다.

LG화학과 한양대 연구진은 이러한 문제를 해결하기 위해, 전해질 제조 공정에 스프레이 재결정화 기술을 적용했다. 

이 방식은 전해질 용액을 미세한 방울로 분사하고, 용매가 증발하는 과정에서 구형의 균일한 입자를 형성함으로써 기존 제조 방식 대비 입자 크기의 불균형을 효과적으로 개선할 수 있다.

연구 결과, 해당 기술이 적용된 고체 전해질은 양극 활물질과 보다 밀착된 구조를 형성해 리튬 이온의 이동 효율을 크게 향상시켰다. 실제로 기존 방식 대비 기본 용량은 약 15%, 고속 방전 용량은 약 50% 증가했다. 

특히 고속 방전 용량은 전기차와 같은 고출력 기기에 적용되는 배터리에서 매우 중요한 성능 지표다.

LG화학은 이번 기술 개발을 계기로 고체 전해질 양산 기술 확보를 가속화하고 전고체 배터리 상용화에 박차를 가할 계획이다.

신학철 LG화학 부회장은 “이번 연구는 전고체 배터리 상용화의 핵심 과제를 해결한 의미 있는 성과”라며 “LG화학은 차세대 배터리 기술 경쟁력을 강화해 글로벌 시장을 선도해 나갈 것”이라고 말했다.