한 번에 900km 주행 "초장거리 전기차 시대 온다"

국내 배터리 제조사 LG에너지솔루션이 차세대 배터리로 주목받고 있는 리튬메탈배터리 성능을 획기적으로 높이는 원천 기술 개발에 성공했다. 이번 기술은 LG에너지솔루션과 KAIST 연구팀의 공동 연구로 기존 리튬이온 배터리 대비 우수한 방전효율을 자랑하는 것이 특징이다.

리튬메탈배터리는 기존 흑연계 음극재를 리튬메탈로 대체해 기존 리튬이온배터리 보다 음극재 무게와 크기를 줄일 수 있는 것이 특징이다. 덕분에 같은 배터리의 크기로 더 높은 에너지 밀도를 확보할 수 있어 차세대 배터리로 주목받고 있다.

하지만 리튬메탈배터리는 덴드라이트와 액체 전해액에 의한 부식이 배터리 수명과 안전성을 떨어뜨리는 것이 단점으로 지목됐다. 덴드라이트는 배터리 충방전 시 음극 표면에 발생하는 리튬 결정체로 에너지 효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 분리막까지 손상시켜 배터리 화재의 위험 등을 발생시킨다.

(사진=LG에너지솔루션)

LG에너지솔루션과 KAIST 공동 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 붕산염=피란 기반 액체 전해질을 개발, 공개했다. 이 전해액은 배터리 충방전 시 음극 표면에 형성되는 고체 전해질 층을 치밀한 구조로 재구성해 부식 반응을 차단하는 역할을 한다.

이를 통해 리튬메탈배터리의 충방전 효율을 높이고, 에너지밀도를 크게 개선했다. 일반 리튬이온배터리 대비 주행거리를 50% 늘려 1회 충전으로 900km 주행이 가능하며, 400회 이상 재충전이 가능할 만큼 내구성과 안전성도 확보했다는 설명이다.

안전성과 내구성이 확보된 리튬이온배터리가 양산될 경우 전기차 1회 충전 주행거리는 크게 늘어날 것으로 기대된다. 현재 주행거리가 긴 전기차의 경우에도 1회 충전 시 500~600km를 주행할 수 있는 만큼 내연기관, 하이브리드 자동차 대비 편의성이 다소 떨어진다.

한편, 국내 배터리 제조사인 삼성 SDI는 최근 정기조직 개편을 통해 전고체 배터리 사업을 본격적으로 시작했으며, 2027년 상용화를 목표로 하고 있다.