LGエナジーソリューションはソウル大学校化学部のイム・ジョンウ教授の研究チームとの共同研究を通じ、リチウムマンガンリッチ（LMR）電池の安定性を改善できる核心技術を確保したと7日発表した。
この研究結果は技術的成果と学術的価値が認められ、世界的権威の国際学術誌「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電池の充放電過程で発生するガス発生と容量低下の原因を究明し、これを制御できる大型セルの最適運用条件を開発した。
LMRはコバルトを使用せず、安価なマンガンを主原料として活用し、素材コストを画期的に削減できる次世代正極材である。ニッケルとマンガンといった遷移金属だけでなく、素材内部の酸素までエネルギー貯蔵に活用して高いエネルギー密度を実現できるという利点がある。
一方で、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、電池内部の構造損傷とガス発生を誘発する可能性があり、これは内部余剰空間が限られる電気自動車用大型セルで内部圧力上昇と性能低下を招き、LMR商用化の最大の難題と見なされてきた。
共同研究チームは充放電条件に応じた酸素の酸化・還元挙動を精密に分析し、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突き止めた。
実際に充電上限電圧を4.6ボルト（V）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%へ大きく向上した。また、放電を従来の3.0Vではなく2.0Vまで行った際に、酸素がほぼ元の状態に回復する現象を確認した。
LGエナジーソリューションの研究陣はこのような分析結果を基に、40Ah級LMR大型セルの駆動電圧範囲とアクティベーション（Formation）工程条件を再設計した。とりわけアクティベーション段階で温度を下げる工程を適用し、大型セル特有のガス発生を効果的に抑制した。
その結果、最適化された条件が適用された40Ah級LMR大型セルは、883回の充放電評価後も初期エネルギーの92.2%を維持した。これにより小型セルを超え、実際の電気自動車に搭載可能な大型セル水準でLMR素材の商用化可能性を実証した。
イム・ジョンウソウル大学教授は「今回の研究はLMR電池の劣化原因を酸素の可逆性の観点から究明し、電気化学プロトコルの設計だけでもセルの安定性を改善できることを示した結果だ」と述べ、「充電条件だけでなく放電条件まで総合的に考慮してこそ、LMR電池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電池の主要課題だったガス発生を効果的に抑制し、大型セルでも安定的な電池寿命を確保できることを示した成果だ」と語り、「これを通じて次世代LMR電池市場での成長を加速できる重要な足場を築いた」と述べた。