LG화학, '전고체 배터리' 상용화 핵심 기술 개발

고체 전해질 입도 균일화 기술 발표로 전고체 배터리 성능 향상

스프레이 재결정화 기반 균일 입자 구현…고속방전용량 50% 개선

기존 공정(액상법)으로 만든 전해질은 입자크기 불균형으로 빈틈 발생해 리튬 이온의 이동을 저해하고 LG화학의 신규 공정(스프레이 재결정화)은 전해질 입자크기 균등하여 리튬 이온의 이동이 원활함. ⓒLG화학

LG화학이 전고체 배터리의 성능과 신뢰성을 크게 끌어올릴 수 있는 핵심 소재 기술을 개발했다.

LG화학은 전고체 배터리의 핵심 소재인 고체 전해질의 입자 크기를 균일하게 제어하는 기술을 개발, 해당 연구 결과가 세계적인 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'에 게재됐다고 25일 밝혔다.

전고체 배터리는 액체 전해질을 사용하는 기존 리튬이온 배터리와 달리 고체 전해질을 적용해 안전성과 에너지 효율이 높다. 다만 고체 전해질의 입자 크기가 균일하지 않으면 내부에 미세한 빈틈이 발생해 성능이 저하되는 구조적 한계가 있었다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전해질 생산 공정에 스프레이 재결정화 기술을 적용했다. 전해질 용액을 미세하게 분사한 뒤 용매를 증발시키며 균일한 구형 입자를 형성하는 방식으로 기존 공정 대비 입도 균일성을 크게 개선했다.

입자 균일화는 양극 활물질과의 접촉 면적을 증가시켜 리튬이온 이동 경로를 최적화한다. 실험 결과 기존 전해질 대비 기본 용량은 약 15%, 고속방전용량은 약 50% 향상했다. 고속방전 성능은 전고체 배터리가 고출력 장치에 적용되기 위한 핵심 지표다.

LG화학은 이번 기술을 기반으로 고체 전해질 개발 속도를 높이고 전고체 배터리 상용화 전략에 속도를 낼 계획이다.

신학철 LG화학 부회장은 "이번 연구는 전고체 배터리 상용화의 중요한 기술적 과제를 해결한 성과"라며 "차세대 배터리 기술 경쟁력을 강화해 글로벌 시장을 선도하겠다"고 말했다.