LG에너지솔루션이 양극 소재로 ‘황(Sulfur)’을 활용한 고용량 배터리를 전고체 기술을 통해 실제로 구현하며 차세대 배터리 시장의 새로운 가능성을 제시했다. 

LG에너지솔루션은 시카고대학교 셜리 멍(Shirley Meng) 교수 연구팀과 공동 수행한 연구 결과가 지난달 27일 에너지 분야 국제 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 게재됐다고 5일 밝혔다.

이번 성과는 LG에너지솔루션이 UC샌디에이고(UCSD) 및 시카고대학교와 공동 운영 중인 프런티어 연구소(FRL)의 결실이다. 

연구진은 가격이 저렴하고 자원이 풍부하며 이론적 용량(1,675mAh/g)이 매우 높은 ‘황’을 양극 소재로 채택해 에너지 저장 성능을 극대화하는 데 집중했다.

그동안 황 양극재는 액체 전해질 환경에서 충·방전 시 황 화합물이 전해질로 빠져나가는 ‘폴리설파이드(Polysulfide) 용출’ 현상 때문에 수명과 안정성 확보가 어렵다는 평가를 받아왔다. 

공동 연구진은 액체 대신 고체 전해질을 사용하는 전고체 구조를 도입해 이 문제를 원천 차단했으며, 이를 통해 약 1500mAh/g 수준의 높은 용량과 안정적인 수명을 확보하는 데 성공했다. 

특히 이번 성과는 단순 실험실 단계를 넘어 실제 파우치 형태의 셀에서도 성능이 구현됨을 확인해 실무 적용 가능성을 입증했다.

LG에너지솔루션 관계자는 “이번 연구는 기존 리튬이온전지 대비 한 단계 높은 에너지 용량 확장 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 크다”며 “산학 협력을 바탕으로 안전성과 비용 경쟁력을 동시에 갖춘 차세대 기술을 지속 확대할 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구를 주도한 셜리 멍 교수는 ‘인터배터리 2026’ 콘퍼런스에 연사로 참석해 차세대 배터리 기술의 미래를 공유할 예정이다.