시카고 대학교 셜리 멍(Shirley Meng) 교수. /LG에너지솔루션 제공

LG에너지솔루션이 황(Sulfur)을 양극 소재로 활용한 전고체 배터리 기술을 구현하며 차세대 고용량 배터리 개발 가능성을 제시했다.

LG에너지솔루션은 5일 미국 시카고대학교 셜리 멍 교수 연구팀과 공동 수행한 연구 결과가 지난 2월 27일 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐다고 밝혔다.

이번 연구는 LG에너지솔루션이 UC샌디에이고(UCSD)와 시카고대학교 프리츠커 분자공학대학과 공동 운영 중인 FRL에서 진행됐다.

연구진은 황을 배터리 양극 소재로 적용해 약 1500mAh/g 수준의 용량과 안정적인 수명 성능을 구현하는 데 성공했다. 황은 가격이 저렴하고 자원이 풍부하며 이론적으로 약 1675mAh/g의 높은 용량을 구현할 수 있어 차세대 양극 소재로 주목받고 있다.

기존 액체 전해질 기반 배터리에서는 충·방전 과정에서 ‘폴리설파이드 용출’ 현상이 발생해 성능 저하 문제가 발생했지만 연구진은 고체 전해질을 적용한 전고체 배터리 구조로 이를 해결했다.

또 코인셀뿐 아니라 실제 파우치형 셀에서도 성능을 확인해 실질적인 배터리 적용 가능성을 검증했다.

LG에너지솔루션 관계자는 “황 양극 적용을 통해 기존 리튬이온전지 대비 더 높은 에너지 용량 확장 가능성을 확인했다”고 말했다.