[제51주차 IR52 장영실상] LG화학 / 초소형 원통전지

[제51주차 IR52 장영실상] LG화학 / 초소형 원통전지

 

등록일 2016-12-20

 

 

 

    △왼쪽부터 LG화학 윤수현 과장, 김기웅 연구위원, 정상오 차장.

LG화학이 개발한 초소형 리튬이온 배터리가 제51주차 장영실상을 수상했다. 이 제품은 무게가 1g에 불과한 초소형 원통전지로, 기존 국내외 전지 제조사들이 내놓은 원통전지(50g 내외)보다 무게를 50분의 1 수준으로 대폭 끌어내렸다. 따라서 스마트 워치나 블루투스 이어폰, 스마트 안경 등에 쓰일 수 있다는 점에서 향후 성장 가능성이 높다. 이 전지의 위아래 원형 지름은 4.6㎜이며 길이는 23~32㎜에 불과할 만큼 작다. 

웨어러블 장치는 작고 가벼울수록 좋지만 이 경우 성능이 낮아 충전 시간이 길거나 작동 시간이 짧아 수시로 충전해야 하는 불편함이 있다. 반면 고성능 제품은 용도가 무색할 만큼 크고 무거운 게 단점이다. 결국 빠르게 충전되면서도 작고 가벼운 고성능 배터리가 나와야 할 이유도 여기에 있다. LG화학은 전지 안에 들어가는 전해액에 획기적인 변화를 줌으로써 작으면서도 성능 높은 배터리를 개발하는 데 성공했다. 김기웅 LG화학 연구위원은 "기존 전해액에 이온전도도가 높은 에스터 계열의 용매(solvent)를 추가함으로써 15분 안에 80% 이상 급속 충전이 가능하도록 했다"며 "이것이 무게 1g 초소형 전지를 개발할 수 있었던 핵심 기술"이라고 설명했다. 

성능이 높아도 배터리가 불안하면 폭발 등의 사고가 발생하기 쉽다. 그래서 안전성을 갖추는 일도 필수다. 이를 위해 LG화학 연구진은 전지 상부에 안전변(safety vent)을 마련했다. 이는 전지 내부의 기체 방출로 상승된 내부 압력을 해소하도록 설계된 부품이다. 아울러 SRS 분리막이라는 소재도 더했다. 이는 세라믹으로 코팅해 기온 변화에도 잘 변형되지 않도록 하는 안전성 강화 분리막으로 LG화학의 고유 기술로 만들어낸 장치다.

전지 케이스는 스테인리스 합금으로 만들어 강도 또한 높다. 충전과 방전이 1000회 이상 가능할 만큼 수명이 긴 것도 이 제품의 특장점이다. 

기존 국내외 전지 제조사들도 초소형 원통 2차전지 개발을 시도했지만 아직 양산에는 이르지 못한 단계다. 

주로 해외 전자제품 제조사를 상대로 이번 신제품을 공급 중인 LG화학은 이르면 내년께 국내 제조사에도 제품 공급이 가능할 것으로 내다보고 있다.