그로쓰리서치 "리튬황 배터리, 이온 배터리 단점 극복 가능…LG엔솔·비츠로셀 주목"

(출처=그로쓰리서치)

그로쓰리서치는 4일 리튬황 배터리가 기존 리튬 이온 배터리의 단점을 극복할 수 있다고 평가하며, 주요 기업으로 LG에너지솔루션과 비츠로셀을 소개했다.

그로쓰리서치에 따르면 리튬황 배터리는 차세대 이차전지 배터리 기술 중 하나로, 리튬이온배터리와 달리 양극물질로 황을, 음극물질로 리튬금속이 사용된다는 점에서 차별점이 있는 배터리이다. 기존 리튬 이온 배터리에 비해 5배 높은 수준의 에너지 밀도를 가지고 있으며, 풍부하게 공급되는 황이라는 물질 특성상 가격 면에서도 유리하다. 경량화가 가능하다는 것도 장점으로 꼽힌다.

이재모 그로쓰리서치 연구원은 "리튬황 배러티는 드론이나 항공기, 도심항공교통(UAM) 등 미래 운송 수단에 폭넓게 사용될 수 있는 배터리로 주목받고 있다"라며 "2020년에 LG에너지솔루션은 한국항공우주연구원에서 개발한 고고도 장기 체공 태양광 무인기에 리튬황 배터리를 탑재하여 성층권 최고 고도에서 총 13시간의 시험 비행에 성공했다"라고 말했다.

이어 "독일의 싱크탱크인 프라운호버ISI에 따르면, 리튬황 배터리는 2035년부터 대형 드론에 사용될 수 있으며, 2040년에 다른 전기 비행기에도 탑재될 수 있을 것으로 전망하고 있다"라고 덧붙였다.

이 연구원은 "국내에서는 LG에너지솔루션의 주도로 상용화를 목표로 한 리튬황 배터리 연구개발이 진행 중이지만, 배터리 수명, 전기전도도, 덴트라이트 문제 등 몇 가지 걸림돌이 존재한다"라며 "리튬황 배터리는 리튬 폴리설파이드의 높은 용해도로 인해 배터리 수명이 짧아지는 문제가 있는데, 이러한 문제를 해결하기 위해 전해질에 여러 첨가제를 도입하거나, 새로운 전해질을 개발하는 연구가 진행되고 있다"라고 설명했다.

더불어 "황 자체는 비전도성 물질로 낮은 전기전도도를 보이기 때문에 다른 전도성 물질을 포함해야 하는데, 그 과정에서 에너지 밀도가 낮아지는 문제를 극복 중"이라며 "또한, 음극 표면에 리튬 결정이 맺혀 뾰족한 나뭇가지 모양의 결정체가 자라나 사고를 유발할 수 있는 '덴트라이트 현상'도 해결하는 방법을 모색하고 있다"라고 밝혔다.

그로쓰리서치는 시점이 늦어질 수는 있지만 차세대 배터리로 리튬황 배터리가 개발돼 상용화되는 것은 확실시되어 보인다며, 주목해볼 만한 기업으로 LG에너지솔루션과 비츠로셀을 꼽았다.

그로쓰리서치 이재모 연구원은 "LG에너지솔루션은 전기차와 에너지저장장치 등에 적용되는 배터리를 개발, 제조, 판매하는 사업을 영위하는 기업으로, 2024년 본격적으로 차세대 전기 개발을 담당하는 미래기술센터를 개설하여 리튬황 배터리 등을 개발 및 연구하고 있다"라고 전했다.

이어 "비츠로셀은 리튬 일차전지를 주력제품으로 제조 및 판매하는 기업으로 LG에너지솔루션과 함께 리튬황배터리 국책 과제를 진행 중"이라며 "리튬황 배터리의 핵심 소재인 리튬 포일 개발을 추진하고 있으며, 추후 기술이 상용화되면 비츠로셀이 핵심파트너사로 LG에너지솔루션에 리튬 포일을 공급할 가능성이 크다"라고 전망했다.