LG에너지솔루션·서울대, 40Ah LMR 셀 883회 뒤 92.2% 유지

한눈에

LG에너지솔루션과 서울대학교 화학부 임종우 교수 연구진은 전기차용 LMR(리튬망간리치) 대형 셀의 안정성을 높이는 전압 운용과 활성화 공정을 개발했다고 매일경제 기업이 7일 보도했다. 투자자에게 중요한 대목은 소재의 장점이 아니라 대형 셀에서 반복되는 가스와 용량 저하를 전기화학 프로토콜로 제어했다는 점이다.

LMR은 코발트를 사용하지 않고 망간을 주원료로 활용하는 양극 소재다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐지만, 실제 양산 일정과 전기차 제조사의 채택 여부는 자료에서 확인되지 않았다.

왜 지금 중요한가

LMR의 상용화 난제는 충전 때 산화된 산소가 방전 과정에서 충분히 되돌아오지 못하는 데서 시작된다. 산소 회복이 불완전하면 셀 내부 구조 손상과 가스 발생이 이어지고, 내부 여유 공간이 제한된 전기차용 대형 셀에서는 압력 상승과 성능 저하로 연결될 수 있다고 매일경제 기업은 설명했다.

공동 연구팀은 충전 상한 전압과 방전 하한 전압을 함께 조정해야 산소의 가역성을 높일 수 있다는 조건을 제시했다. LMR 배터리의 충전 상한 전압을 4.6V에서 4.3V로 낮추자 산화된 산소의 환원율이 86%에서 97%로 올라갔다고 매일경제 기업이 전했다. 방전 하한을 기존 3.0V가 아닌 2.0V까지 낮췄을 때는 산소가 거의 원래 상태로 회복됐다.

이 변화는 소재 조성 자체를 바꾸지 않고 셀을 어떻게 구동하고 길들이는지 재설계한 사례다. LG에너지솔루션 연구진은 분석 결과를 바탕으로 40Ah급 LMR 대형 셀의 구동 전압 범위와 활성화 조건을 다시 설계했고, 활성화 단계의 온도를 낮춰 가스 발생을 억제했다.

쟁점 정리

• 대형 셀 검증: 최적화 조건을 적용한 LG에너지솔루션의 40Ah급 LMR 대형 셀은 883회 충·방전 평가 이후 초기 에너지의 92.2%를 유지했다. 수치는 대형 셀에서의 수명 안정성 검증 결과라는 점에서 의미가 있다.
• 운용 조건의 역할: 충전 상한만 낮추는 접근이 아니라 방전 하한까지 조정해야 산소 회복을 높일 수 있다는 것이 연구팀의 핵심 발견이다.
• 공정 변수: 활성화 단계에서 온도를 낮추는 공정이 대형 셀의 가스 억제에 사용됐다. 소재 성능과 제조 공정이 함께 맞물려야 결과가 재현되는 구조다.
• 남은 공백: 연구 성과 발표의 정확한 연도와 날짜, 실제 양산·상용화 일정, 전기차 제조사의 채택 여부와 일정, 구체적인 특허·제품화 조건은 확인되지 않았다.

관련 종목·섹터 영향

• LG에너지솔루션: 이번 연구의 직접 주체다. 40Ah급 대형 셀에서 883회 충·방전 뒤 초기 에너지 92.2%를 유지한 결과는 LMR 기술의 전기차용 적용 가능성을 높이는 기술 진전으로 해석된다. 다만 이 결과가 곧 양산 매출이나 고객 채택을 의미하지는 않는다.
• 2차전지 섹터: LMR은 코발트 대신 망간을 주원료로 활용하는 소재다. 따라서 소재 원가와 공급망 측면의 관심을 끌 수 있지만, 이번 자료에는 원가 절감 규모나 판매 가격, 생산 수율이 제시되지 않았다.
• 서울대학교 연구진: 임종우 교수 연구진은 산소의 산화·환원 거동을 분석하고 LG에너지솔루션과 대형 셀 운용 조건을 공동 개발했다. 학술 성과가 기업 공정에 연결됐다는 점이 이번 발표의 산업적 의미다.

투자 시 유의점

• 883회 평가의 92.2% 유지율은 특정 최적화 조건에서 확인된 결과다. 다른 셀 설계나 생산 조건에 동일하게 적용된다고 자료는 밝히지 않았다.
• 충전 상한 전압을 4.3V로 낮추고 방전 하한을 2.0V까지 진행하는 조건이 실제 차량의 주행거리·충전시간·사용자 운용과 어떻게 조화되는지는 확인되지 않았다.
• LMR의 실제 상용화 판단에는 연구 결과 외에 양산 공정 재현성, 고객사 검증, 제품 인증과 일정이 필요하다. 이 자료에는 해당 단계의 진척이 없다.
• 후속 발표에서 대형 셀의 가스 발생 억제 결과가 반복되고 양산 일정이 제시되면 기술 가치의 실적 연결성이 커진다. 반대로 고객 채택이나 양산 조건이 지연되면 현재의 기술 기대만으로 사업 성과를 단정하기 어렵다.

종합 전망

이번 연구가 바꾼 것은 LMR을 단순히 고에너지 소재로 설명하는 방식이다. 충전 상한 4.6V를 4.3V로 조정하고, 방전 하한을 2.0V까지 낮추며, 활성화 온도를 낮추는 조합으로 산소 회복과 가스 억제를 동시에 노렸다. 매일경제 기업이 전한 40Ah급 셀의 883회 평가 결과는 소형 셀을 넘어 전기차용 대형 셀에서 상용화 가능성을 시험했다는 근거다.

다만 연구 성과와 사업화 사이에는 간격이 남아 있다. 실제 양산 또는 전기차 채택 일정이 확인되기 전까지는 기술 진전과 매출 발생을 같은 사건으로 볼 수 없다. 후속 공시나 연구 발표에서 동일 운용 조건의 재현성, 추가 수명 평가, 고객사 채택 여부가 이어지면 판단의 무게가 달라진다.

자주 묻는 질문

LMR 배터리는 무엇인가?

LMR은 리튬망간리치 배터리 양극 소재로, 코발트를 사용하지 않고 망간을 주원료로 활용한다. 이번 연구는 LMR 대형 셀의 산소 회복과 가스 발생을 전압·공정 조건으로 제어하는 데 초점을 맞췄다.

왜 충전 전압을 4.3V로 낮췄나?

매일경제 기업에 따르면 충전 상한 전압을 4.6V에서 4.3V로 낮추자 산화된 산소의 환원율이 86%에서 97%로 향상됐다. 산소가 더 잘 회복되면 대형 셀의 가스와 구조 손상을 줄이는 데 유리한 조건이 된다.

이번 연구로 LMR 배터리 양산이 확정됐나?

확정되지 않았다. 연구팀은 40Ah급 대형 셀에서 883회 충·방전 후 초기 에너지 92.2%를 유지했지만, 실제 양산 일정과 전기차 제조사의 채택 여부는 자료에서 확인되지 않는다.

본 글은 원문 뉴스를 바탕으로 자동 요약·분석된 콘텐츠입니다. 원문 보기 (매일경제 기업)