[비즈니스포스트] LG에너지솔루션은 최근 연세대학교의 연구진과의 공동 연구성과물인 ‘실리콘 음극 열화에 의한 리튬이차전지 분리막의 기계적 손상(Mechanical shutdown of battery separators: Silicon anode failure)’을 과학저널 네이처 커뮤니케이션스에 게재했다고 10일 밝혔다.

해당 연구는 이상영·이용민 연세대 화공생명공학과 교수와 LG에너지솔루션이 함께 진행했다.
 

충·방전 중 부피가 팽창하는 실리콘 음극재의 기술적 난제를 해결할 수 있는 실마리를 찾았다는 것이 회사 측 평가다. 

실리콘은 차세대 음극재 소재로서 현재 주로 쓰이는 흑연보다 에너지 밀도를 최대 10배 이상 향상시켜 전기차 주행거리를 늘릴 수 있고, 급속 충전에도 유리한 것으로 알려졌다.

다만 배터리 충·방전 중 부피 팽창이 일어나 개발에 어려움이 있었다. 음극재 부피 변화에 따라 배터리 셀 구조가 붕괴되거나 분리막에 영향을 미치기 때문이다.

연구팀은 무기물질 기반의 고강도 분리막을 설계해 부피팽창 문제 해결의 실마리를 찾았다.

분리막 등 다른 배터리 소재와 조합 등 배터리 시스템 전체적 관점에서 문제 해결에 접근한 것이다. 기존에는 실리콘 음극재의 자체 개선을 통해 퇴화현상을 해결하려 했다.

연구에 따르면 개선된 소재 기술이 적용된 배터리는 고속 충·방전을 400회 거친 뒤에도 용량 유지율을 88% 이상으로 유지했다. 신재희 기자