LG엔솔 손권남 "오픈이노베이션으로 전고체전지 선도"

손권남 LG에너지솔루션 차세대전지개발센터 리더가 29일 서울 중구 롯데호텔에서 열린 '뉴스1 미래산업포럼 2022'에서 모빌리티 핵심 배터리의 미래를 주제로 발표를 하고 있다. 2022.6.29/뉴스1 © News1 민경석 기자

(서울=뉴스1) 구교운 기자 = 손권남 LG에너지솔루션(이하 LG엔솔) 차세대전지연구센터 센터장은 29일 "기술적 난제가 많지만 국내외 많은 연구진과 오픈이노베이션을 통해 전고체전지 기술을 선도하고 있다"고 말했다.

손 센터장은 이날 서울 소공동 롯데호텔에서 열린 '뉴스1 미래산업포럼(NFIF) 2022'에서 '미래 모빌리티 핵심 배터리의 미래'를 주제로 한 발표에서 이렇게 말했다.

전고체전지는 2차전지 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체해 화재 위험이 없어 안정적이다. 또 에너지 밀도는 높이고 충전시간은 줄일 수 있어 차세대 전지로 꼽힌다. 전고체전지는 황화물계와 고분자계로 나뉘는데 LG엔솔은 두 종류를 모두 개발하고 있다.

다만 전고체전지를 상용화하기까지 많은 기술적 난제가 남아 있다. 전고체전지는 양극재과 음극재에 전도성 첨가물을 넣어줘야 하는데 이 과정에서 기공(pore), 빈공간(void)이 발생해 성능을 떨어뜨린다.

황화물계의 경우 수분과 반응성이 높아 독성물질인 황화수소 가스가 발생할 수 있다는 점도 과제로 꼽힌다. 리튬 금속을 음극으로 적용한 기존 전고체전지는 온도에 민감해 60도 이상의 고온에서만 충전할 수 있어 충전 속도가 느리다는 것도 단점이다.

높은 비용도 문제다. 현재 리튬이온 배터리는 생산비용이 1KW당 80달러 안팎인데, 전고체 배터리 생산비용은 현재 8~10배에 달한다. LG엔솔은 이를 1KW당 100달러 이하로 낮추는 것이 목표다.

높은 가압 상태에서 제조해야 하는 만큼 높은 공정 비용이 발생하는데 이를 낮추기 위한 공정 기술 개발도 필요한 상황이다.

LG엔솔은 전고체전지의 폼팩터(형태)에 대해 파우치형이 가장 적합하다고 판단하고 있다. 각형의 경우 가압이 균일하게 되지 않고, 원통형은 크랙(균열) 발생 가능성이 높다는 것이다.

LG엔솔은 이같은 과제를 해결해 2026년 고분자계, 2030년 황화물계 전고체전지를 상용화하는 것이 목표다.

LG엔솔은 내부 연구 개발 및 외부 협력을 통해 과제를 해결해나가고 있다.

지난해에는 미국 샌디에고대와 공동연구를 통해 상온에서도 급속 충전을 할 수 있는 전고체전지를 개발했다. 이 전지는 충방전이 500회 이상 가능하다.

손 센터장은 "LG엔솔은 많은 기회와 기술적 이슈들이 공존하는 전고체전지 기술 개발을 지속해오고 있다"며 "2026년 고분자계 기반 전고체 전지를 상용화하고, 2030년 황화물계를 이용해 주행거리를 확대하고 안정성을 극대화하는 배터리를 개발할 것"이라고 말했다.