[서울와이어=이민섭 기자] LG에너지솔루션은 포항공과대학교(POSTECH), 성균관대학교와 공동연구를 통해 리튬이온전지의 저온 성능과 열안전성을 동시에 개선할 수 있는 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 공동연구팀은 영하 20℃의 환경에서 100회 사이클 후 약 87%의 용량을 유지하고, 열폭주를 90% 이상 억제할 수 있는 전해질을 연구했다.
연구에는 '알릴 트리메틸 포스포늄(APT)'계열 이온성 화합물이 활용됐다. 이온성 화합물은 플러스와 마이너스 전하를 띠는 이온들이 자석처럼 강하게 결합해 만들어진 물질이다. 전해질 내에서 이온을 이동시켜 전류를 흐르게 하는 역할을 한다.
APT 계열 이온성 화합물은 전해질의 동결점을 낮추고 계면 반응을 조절하는 다기능성 소재로 주목받는다. 공동연구팀은 이 물질을 전해질 내에 도입해 리튬이온전지의 성능을 저하시키는 주요 원인인 '저온 이온 이동 저하'와 '계면 불안정성'을 동시에 개선했다. 연구 결과는 에너지분야 국제 학술지 'Advanced Energy Materials'와 'Journal of Materials Chemistry A'에 게재됐다.
이기라 포항공대 교수 연구팀은 "산업 현장의 기술 과제를 학문적으로 재해석해 실질적인 솔루션으로 발전시킨 모범적인 산학협력 모델"이라고 밝혔다. 박호석 성균관대 교수 연구팀은 "APT 이온성 화합물의 분자 설계 자유도를 활용하면 전고체전지와 리튬금속전지로 확장도 가능하다"고 덧붙였다.
LG에너지솔루션 관계자는 "하나의 이온성 화합물 플랫폼으로 성능과 안전성이라는 상충된 요구를 동시에 충족시킨 사례"라며 "APT 기반 전해질 기술은 전기차뿐 아니라 항공·우주, 극저온 환경용 배터리 등 다양한 분야에서 새 고객가치를 제공할 수 있을 것"이라고 말했다.