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| ▲LG에너지솔루션-KAIST FRL 연구팀의 신규 리튬메탈전지 기술 인포그래픽/사진=LG에너지솔루션 제공 |
[소셜밸류=최연돈 기자] LG에너지솔루션과 KAIST가 차세대 배터리인 리튬메탈전지의 충전 속도를 혁신적으로 단축하는 데 성공했다. 두 기관이 공동 운영 중인 FRL(Frontier Research Laboratory) 연구팀은 4일 충전 시간을 12분까지 줄이면서도 1회 충전으로 800km 이상 주행이 가능하고, 누적 주행거리 30만km 이상의 수명을 확보한 연구 성과를 세계적 학술지 네이처 에너지(Nature Energy)에 발표했다고 밝혔다.
리튬메탈전지는 기존 리튬이온배터리의 흑연 음극을 리튬메탈로 대체해 에너지 밀도와 주행거리를 크게 늘릴 수 있다는 장점이 있다. 그러나 급속 충전 시 ‘덴드라이트(Dendrite)’ 문제로 내부 단락이 발생해 상용화가 어려웠다. 연구팀은 이 현상의 근본 원인이 표면 계면의 불균일성에 있음을 규명하고, 덴드라이트 성장을 억제할 수 있는 신규 액체 전해액을 세계 최초로 개발했다.
이번 전해액은 리튬 이온과의 결합력이 약한 음이온 구조를 활용해 계면 반응을 균일하게 유지, 급속 충전에서도 안정성을 확보했다. 이로써 고에너지밀도를 유지하면서도 충전 속도를 대폭 단축해 리튬메탈전지 상용화에 한 발 다가섰다는 평가다.
LG에너지솔루션 김제영 CTO는 “FRL 설립 이후 4년간 이어온 산학 협력의 결실”이라며 “앞으로도 차세대 배터리 분야의 난제를 풀어내 세계 최고 수준의 성과를 이어가겠다”고 말했다. KAIST 김희탁 교수는 “리튬메탈전지가 전기차에 도입되기 위한 가장 큰 장벽을 넘어섰다”고 의미를 부여했다.
한편 LG에너지솔루션은 KAIST를 비롯해 UCSD, 뮌스턴대·헬름홀츠 연구소 등 글로벌 연구기관과 협력하며 차세대 배터리 기술 확보를 가속화하고 있다.
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