[FETV=손영은 기자] LG에너지솔루션이 '황' 양극 기술 구현에 성공했다. 이를 기반으로 차세대 배터리 기술확대를 가속화할 방침이다. 산학협력으로 배터리의 핵심 과제를 해결해 차세대 고용량 배터리의 활로를 확장하겠다는 전략이다. 

5일 LG에너지솔루션이 황을 활용한 고용량 배터리를 실제로 구현했다고 밝혔다. 셜리 멍 시카고대학교 교수 연구팀과 공동 수행한 해당 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐다. 이번 연구는 양극 소재로 황을 활용해 높은 에너지 저장 성능을 구현했다는 점이 주목된다.

황은 가격이 저렴하고 자원이 풍부해 차세대 소재로 거론된 바 있다. 이론적으로 약 1675mAh/g에 달하는 높은 용량을 구현할 수 있어 차세대 고용량 양극 소재 후보로 주목받고 있다. 

다만 황은 상용화에 한계를 보여왔다. 기존 액체 전해질을 사용하는 구조에서는 충·방전 과정에서 생성된 황 화합물이 전해질로 빠져나가 성능이 급격히 저하되는 ‘폴리설파이드 용출’ 현상에 따른 것이다. 높은 이론 용량에도 불구하고 수명과 안정성 확보가 어려워 상용화에 한계가 있다는 평가를 받아왔다.

LG에너지솔루션 측은 문제 해결을 위해 용출이 발생하는 환경을 원천적으로 차단했다고 설명했다. 공동 연구진이 액체 전해질 대신 고체 전해질을 적용한 전고체 배터리 구조를 도입한 이유다. 

그 결과 약 1500mAh/g 수준의 용량과 안정적 수명 성능을 구현하는 데 성공했다. 특히 해당 성능은 실제 파우치 형태의 셀 상태에서도 구현됨을 확인했다. 연구 성과가 실질적 배터리 적용으로 이어질 수 있음을 검증한 것이다.

LG에너지솔루션 관계자는 "이번 성과는 황 양극을 적용해 기존 리튬이온전지 대비 한 단계 높은 에너지 용량 확장 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 크다"며 "산업계와 학계의 협력을 바탕으로 안전성, 에너지밀도, 비용 경쟁력을 동시에 확보해 차세대 배터리 기술을 지속적으로 확대해 나갈 것"이라고 밝혔다.