7日、LGエナジーソリューションは、任鍾宇ソウル大学化学部教授の研究チームとの共同研究を通じて、LMRバッテリーの電気自動車用大容量セルの適用可能性を高める研究成果を達成したと発表した。
この研究結果は、技術的成果と学術的価値が認められ、国際学術誌『ネイチャーコミュニケーションズ』に掲載された。
共同研究チームは、LMRバッテリーの充放電過程で発生するガスの発生と容量低下の原因を解明し、これを制御できる大容量セルの最適運用条件を開発した。
LMRは、安価なマンガンを主原料として利用し、素材内部の酸素をエネルギー保存に活用することで高いエネルギー密度を実現できる利点がある。
一方、充電中に酸化された酸素が放電過程で完全に回復しない場合、バッテリー内部構造の損傷やガスの発生を引き起こす可能性があり、これは内部余裕空間が限られている電気自動車用大容量セルで内部圧力の上昇や性能低下を引き起こすため、LMRの商用化の難題とされてきた。
共同研究チームは、酸素回復を左右する核心変数が充電上限電圧だけでなく放電下限電圧にもあることを明らかにした。充電上限電圧を4.6Vから4.3Vに下げると、酸化された酸素の還元率が86%から97%に大幅に向上した。また、放電を従来の3.0Vではなく2.0Vまで進めた際、酸素はほぼ元の状態に回復した。
LGエナジーソリューションの研究チームは、このような分析結果を基に40Ah級LMR大容量セルの駆動電圧範囲と活性化プロセス条件を再設計した。特に、活性化段階で温度を下げるプロセスを適用し、大容量セル特有のガス発生を効果的に抑制した。
任鍾宇教授は、「今回の研究はLMRバッテリーの劣化原因を酸素の可逆性の観点から解明し、電気化学プロトコル設計だけでセルの安定性を改善できることを示した結果である」と述べ、「充電条件だけでなく放電条件も総合的に考慮することでLMRバッテリーの長期安定性を確保できることを確認した」と説明した。
LGエナジーソリューションの関係者は、「今回の研究はLMRバッテリーの主要課題であったガス発生を効果的に抑制し、大容量セルでも安定したバッテリー寿命を確保できることを示した成果である」とし、「これにより次世代LMRバッテリー市場での成長を加速する重要な足がかりを築いた」と述べた。
一方、LGエナジーソリューションは、大田技術研究所でソウル大学、KAISTなど国内の有数の大学10校の教授陣と修士・博士学生90名以上が参加した第4回産学協力カンファレンスを開催するなど、産学共同R&Dエコシステムの構築に努めている。
* この記事はAIによって翻訳されました。
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