셜리 멍 시카고대 교수 연구팀과 공동 연구

LG에너지솔루션은 지난달 27일 셜리 멍 시카고대학교 교수 연구팀과 공동 수행한 연구 결과 에너지 분야 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다. 셜리 멍 시카고대학교 교수. /LG에너지솔루션

[더팩트ㅣ최의종 기자] LG에너지솔루션이 양극 소재로 '황'을 활용한 고용량 배터리를 전고체 기술을 통해 구현에 성공했다.

LG에너지솔루션은 지난달 27일 셜리 멍 시카고대학교 교수 연구팀과 공동 수행한 연구 결과 에너지 분야 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다고 5일 밝혔다. LG에너지솔루션은 UC샌디에이고(UCSD)·시카고대학교 프리츠커 분자공학대학과 FRL을 공동 운영 중이다.

LG에너지솔루션은 황을 양극 소재로 적용해 높은 에너지 저장 성능을 구현했다는 점에서 의미가 있다고 강조했다. 황은 가격이 저렴하고 자원이 풍부하며 이론적으로 약 1675mAh/g에 달하는 고용량을 구현할 수 있다. 차세대 고용량 양극 소재 후보로 주목받는다.

기존 액체 전해질을 사용하는 구조에서는 충·방전 과정에서 생성된 황 화합물이 전해질로 빠져나가 성능이 급격히 저하되는 '폴리설파이드 용출' 현상이 발생해 왔다. 높은 이론 용량에도 수명과 안정성 확보가 어려워 상용화에 한계가 있다는 평가를 받아왔다.

공동 연구진은 액체 전해질 대신 고체 전해질을 적용한 전고체 배터리 구조를 도입했다. 용출이 발생하는 환경을 원천적으로 차단했고, 약 1500mAh/g 수준 용량과 안정적인 수명 성능을 구현하는 데 성공했다고 말했다.

LG에너지솔루션은 코인셀 평가에 그치지 않고 실제 파우치 형태 셀 상태에서도 성능을 구현했다고 설명했다. 연구 성과가 실질적인 배터리 적용 가능성으로 이어질 수 있음을 검증했다는 것이 LG에너지솔루션 설명이다.

연구를 이끈 셜리 멍 교수는 오는 11~13일 서울 강남구 코엑스에서 열리는 인터배터리 2026 '더 배터리 컨퍼런스' 연사로 참석해 전고체 배터리와 차세대 배터리 기술의 발전 방향을 발표할 예정이다.

LG에너지솔루션 관계자는 "황 양극을 적용해 기존 리튬이온전지 대비 한 단계 높은 에너지 용량 확장 가능성을 확인했다는 점에 의미가 크다"라며 "산업계·학계 협력을 바탕으로 안전성·에너지밀도·비용 경쟁력을 확보해 차세대 배터리 기술을 지속 확대할 것"이라고 밝혔다.

bell@tf.co.kr

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