[비즈니스포스트] LG에너지솔루션은 서울대학교 화학부 임종우 교수 연구진과의 공동 연구를 통해 리튬망간리치 배터리의 전기차용 대형 셀 적용 가능성을 높이는 연구 성과를 달성했다고 7일 밝혔다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다.

리튬망간리치 배터리는 양극재의 주요 구성요소로 코발트가 아닌 망간을 채택한 화학적 조성의 배터리다.

연구팀은 리튬망간리치 배터리의 상용화를 가로막던 난제였던 충·방전 과정에서 생기는 가스와 용량 저하 현상의 원인을 규명했다. 또 이를 제어할 수 있는 셀 최적 운용 조건을 발견했다.

연구팀은 충전 중인 상한 전압을 4.6V에서 4.3V로 낮추자 산화된 산소의 환원율이 86%에서 97%로 증가하고, 방전 시 하한 전압을 기존 3.0V가 아닌 2.0V까지 낮추자 산소가 거의 원래 상태로 회복되는 현상을 확인했다.

LG에너지솔루션 연구진은 40Ah급 리튬망간리치 배터리셀의 구동 전압 범위와 활성화 공정 조건을 재설계했다.

특히 활성화 단계에서 온도를 낮추는 공정으로 리튬망간리치 배터리셀 특유의 가스 발생을 효과적으로 억제했다.

그 결과 최적화된 조건이 적용된 40Ah급 리튬망간리치 배터리셀은 883회의 충·방전 평가 이후에도 초기 에너지의 92.2%를 유지하며 수명 안정성을 입증했다.

LG에너지솔루션 측은 “소형 배터리셀을 넘어 실제 전기차에 탑재 가능한 대형 배터리셀 수준에서 리튬망간리치 배터리 소재의 상용화 가능성을 입증한 것”이라고 설명했다. 신재희 기자