LG에너지솔루션, 공동연구팀과 차세대 배터리 기술 공동 개발 성공

LG에너지솔루션과 포항공대(POSTECH), 성균관대가 손을 잡고 리튬이온전지 저온 성능과 열안전성을 동시에 개선할 수 있는 전해질 핵심 기술을 개발했다.
공동연구팀은 영하 20도의 환경에서도 100회 사이클 후 기존 전해질 대비 월등한 약 87%의 용량을 유지, 열폭주를 약 90% 이상 억제할 수 있는 전해질 연구 개발에 성공했다고 20일 밝혔다.
이번에 개발한 핵심 기술은 알릴 트리메틸 포스포늄(APT) 계열 이온성 화합물을 활용한 전해질 기술이다.
이온성 화합물은 플러스와 마이너스 전하를 띠는 이온들이 자석처럼 강하게 결합해 만들어진 물질로, 전해질 내에서 이온을 이동시켜 전류를 흐르게 하는 역할을 한다.
이 가운데 APT 계열 이온성 화합물은 단순 첨가제의 기능을 넘어 전해질의 동결점을 낮추고 계면 반응을 조절하는 다기능성 소재로 주목받고 있다.
공동연구팀은 이 물질을 전해질 내에 도입, 리튬이온전지의 성능 저하 주요 원인인 저온 이온 이동 저하와 계면 불안정성을 동시에 개선하는 데 성공했다.
실제 이 기술이 적용된 배터리 셀은 영하 20도 악조건에서 100회 충·방전 후 약 87%의 높은 용량 유지율을 달성하며 저온 환경에서의 월등한 성능을 입증했다.
보통 배터리 셀의 경우 동일한 조건에서 약 10% 안팎의 용량을 유지하는 것이 일반적이다.
특히 동일한 APT 계열 이온성 화합물을 고용량 실리콘 음극 전지에 적용해 열폭주를 약 90% 이상 억제하는 등 전지의 열안전성을 획기적으로 향상했다.
해당 기술은 향후 극저온 환경에서 작동해야 하는 특수 목적 배터리나 고용량 실리콘 음극을 적용한 차세대 배터리 등 폭넓은 분야에 활용될 것으로 기대된다. 홍승태 기자 hongst1125@dynews.co.kr