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LG에너지솔루션과 KAIST의 공동 연구팀은 차세대 배터리인 리튬메탈전지의 성능을 혁신적으로 향상시키는 기술을 개발했다고 발표했다. 현재 배터리 시장에서 가장 많이 사용되는 리튬이온전지에 비해, 이 기술은 주행 거리를 약 50% 늘리고 충·방전 효율을 대폭 향상시켜 1회 충전으로 900km 이상 주행하며 400회 이상 재충전이 가능하다는 것으로 평가되고 있다. 이 연구는 세계적인 과학 학술지인 네이처 에너지(Nature Energy)에 게재되었다.

이번 연구에서 공동 연구팀은 흑연계 음극재를 리튬메탈로 대체하여, 기존 리튬이온전지에 비해 음극재의 무게와 부피를 크게 줄인 배터리를 개발했다. 기존의 리튬메탈전지는 음극 표면에 리튬 결정체가 쌓이고, 액체 전해액으로 인해 지속적으로 부식이 발생하는 단점이 있었다. 전해액은 전지 내부에서 양극과 음극 사이에서 리튬이온의 이동을 가능케하는 역할을 한다.

공동 연구팀은 세계에서 처음으로 붕산염-피란(borate-pyran) 기반 액체 전해액을 도입하여 충방전 시 리튬메탈 음극 표면에 형성되는 매우 얇은 (10억분의 1m 크기) 고체 전해질 층(SEI)을 밀도 높게 재구성함으로써 전해액과 리튬메탈 음극 사이에서의 부식 반응을 차단하는 기술을 개발했다. 이번 연구는 흑연 소재 사용을 줄임으로써 중국에 의존하는 흑연 공급망의 리스크를 줄일 수 있다는 평가를 받았다. LG에너지솔루션 미래기술센터장인 정근창 부사장은 "액체 전해액을 사용하는 리튬메탈전지의 주요한 문제를 해결하여 상용화에 한 걸음 더 다가갈 수 있게 되었다"고 말했다. 또한, KAIST 생명공학과 교수인 김희탁 교수는 "이번 연구는 리튬메탈전지의 성능을 대폭 향상시킴으로써 자동차 및 에너지 저장장치 분야에 큰 영향을 줄 것으로 기대된다"고 밝혔다.

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