LG엔솔, 리튬메탈전지 ‘12분 급속충전 기술’ 개발

LG에너지솔루션이 차세대 배터리로 주목받고 있는 ‘리튬메탈전지’ 급속 충전 기술을 개발했다.

LG에너지솔루션은 KAIST와 함께 연구를 진행하고 있는 ‘프런티어 리서치 랩(FRL)’ 연구팀이 리튬메탈전지의 충전 속도를 크게 단축할 수 있는 기술 개발에 성공했다고 4일 밝혔다. FRL 연구팀은 1회 충전에 800㎞ 이상 주행, 누적 주행거리 30만㎞ 이상의 수명을 확보하면서 충전 시간을 12분까지 단축할 수 있는 이번 연구 결과를 세계적인 학술지 ‘네이처 에너지’에 게재했다.

이번 기술은 지난 2023년 발표해 네이처 에너지에 게재된 ‘저부식성 붕산염-피란 액체 전해액 기반 리튬메탈전지’의 후속 연구로, 리튬메탈전지의 난제로 꼽히던 충전 속도를 개선했다는 점에서 의미가 있다. 리튬메탈전지는 음극재의 무게와 부피를 줄여 에너지 밀도를 향상하고 고성능 전기차의 평균 주행거리를 600㎞에서 800㎞ 이상으로 늘릴 수 있다는 장점이 있다.

다만, 수명과 안정성 확보를 어렵게 만드는 ‘덴드라이트’(충전 또는 방전 과정에서 리튬 표면에 나뭇가지 모양의 불균일한 결정이 생기는 현상) 문제를 해결해야 하는 기술적 어려움이 존재해왔다.

특히, 덴드라이트 현상이 배터리 화재 위험 가능성을 높이며, 급속 충전 시 더욱 심각하게 발생해 재충전이 가능한 리튬메탈전지를 구현하는 것이 난제로 꼽혀 왔다. 이에 FRL 연구팀은 이 같은 문제를 해결할 수 있는 응집 억제형 신규 액체 전해액을 세계 최초로 개발했다.

LG에너지솔루션 관계자는 “높은 에너지밀도를 유지하면서도 기존에 한계로 지적되던 ‘느린 충전 속도’ 문제를 극복해 리튬메탈전지의 상용화를 한층 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.

최지영 기자