40암페어시 리튬망간리치 셀, 883회 뒤 92.2% 유지

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LG에너지솔루션과 서울대가 리튬망간리치(LMR) 배터리의 대형 셀 안정성을 높이는 운용 조건을 확인했다. 40Ah급 셀은 883회 충·방전 뒤에도 초기 에너지의 92.2%를 유지했다.LG에너지솔루션은 7일 서울대학교 화학부 임종우 교수... LG에너지솔루션과 서울대가 리튬망간리치 배터리의 대형 셀 안정성을 높이는 운용 조건을 확인했다. LG에너지솔루션은 7일 서울대학교 화학부 임종우 교수 연구진과 공동 연구를 통해 LMR 배터리의 전기차용 대형 셀 적용 가능성을 높이는 성과를 냈다고 밝혔다. 니켈과 망간 같은 전이금속뿐 아니라 소재 내부 산소까지 에너지 저장에 활용해 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있다. 공동 연구팀은 산소 회복을 좌우하는 변수가 충전 상한 전압뿐 아니라 방전 하한 전압에도 있다는 점을 확인했다. 충전 상한 전압을 4.6V에서 4.3V로 낮추자 산화된 산소의 환원율은 86%에서 97%로 높아졌다.

LG에너지솔루션 연구진은 이를 바탕으로 40Ah급 LMR 대형 셀의 구동 전압 범위와 활성화 공정 조건을 다시 설계했다. 같은 논문은 코발트 함량 0.27중량%의 LMR 소재를 쓴 40Ah 셀에서 양극 활물질 질량 기준 663Wh/kg의 비에너지와 883회 뒤 92.2% 에너지 유지율을 기록했다고 밝혔다. 임종우 서울대 화학부 교수는 "이번 연구는 LMR 배터리의 열화 원인을 산소의 가역성 관점에서 규명하고, 전기화학 프로토콜 설계만으로도 셀의 안정성을 개선할 수 있음을 보여준 결과"라고 말했다. LG에너지솔루션 관계자는 "이번 연구는 LMR 배터리의 주요 과제였던 가스 발생을 효과적으로 억제해, 대형 셀에서도 안정적인 배터리 수명을 확보할 수 있음을 보여준 성과"라고 말했다. 망간 비중을 높이는 LMR 계열 소재는 이런 조건을 겨냥하지만, 실제 제품 적용과 양산 조건은 추가 검증 단계에서 확인될 사안이다.