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LG에너지솔루션의 LMR 배터리 제품 / LG에너지솔루션 제공

[투데이에너지 김원빈 기자] LG에너지솔루션과 서울대학교가 차세대 LMR(리튬망간리치) 배터리의 가스 발생을 억제하고 대형 셀의 안정성을 높이는 기술을 확보했다.

LG에너지솔루션은 서울대 화학부 임종우 교수 연구진과 공동 연구를 통해 LMR 배터리의 가스 발생과 용량 저하 원인을 규명하고 대형 셀 운용 조건을 개발했다고 7일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 게재됐다.

LMR은 코발트 대신 망간을 주원료로 활용하면서 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있는 차세대 양극 소재다. 다만 충·방전 과정에서 산소가 완전히 회복되지 않으면 구조 손상과 가스가 발생해 대형 셀 적용의 주요 과제로 꼽혀왔다.

연구팀은 산소 회복에 충전 상한 전압뿐 아니라 방전 하한 전압도 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 충전 상한 전압을 4.6V에서 4.3V로 낮추자 산소 환원율이 86%에서 97%로 높아졌으며, 방전 하한 전압을 2.0V까지 낮추면 산소가 거의 원래 상태로 회복됐다.

이를 바탕으로 40Ah급 LMR 셀의 전압 범위와 활성화 공정을 최적화하고 활성화 단계의 온도를 낮춘 결과, 883회 충·방전 후에도 초기 에너지의 92.2%를 유지했다.

LG에너지솔루션은 이번 연구를 통해 LMR의 대형 셀 적용 가능성을 확인하고 상용화를 위한 기반을 마련했다고 설명했다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)