2025 인터배터리 LG화학 참관후기

안녕하세요. 공대생P 입니다. 2025년 인터배터리 행사가 끝났습니다. 이번 포스팅에서는 배터리 제조사 이외에 Top tier 소재회사 중 하나인 LG화학에 대해 말씀드리겠습니다.

인터배터리 LG화학 부스

이번 전시회에서 배터리 3사는 3층에, 소재회사들은 1층에 비치되어 있었습니다. 1층 전시장 내부에서 LG화학은 가장 큰 규모를 자랑했습니다. 사람이 많아 사진을 정면에서 대부분 찍지 못했습니다. 양해 부탁드립니다ㅠ

 

 

 

1. 전극재료 (양극재, 도전재, 바인더)

1.1. 하이니켈 양극재

먼저, 전극재료에서 3원계 하이니켈 양극재에 대해 보여주었습니다. LG측에서는 하이니켈 양극재의 차별화된 배향성 구조와 입자 표면 기술로 장수명, 저저항 성능을 갖고 있다고 발표하였고 추가적으로 제품 로드맵에 대해 밝혔습니다.

LG화학 양극재 포트폴리오

연도	제품	에너지밀도
2024	Ni 87	680 Wh/L
2025	Ni 94	810 Wh/L
2027	Ni 95	850 Wh/L

또한 정량적인 성능에 대한 지표를 제시한 것이 인상적이었습니다. LG화학이 자랑하는 배향구조와 일반적인 기본 구조를 갖는 하이니켈을 비교하였습니다. 전지에 적용 시 용량유지율 200사이클에서 일반적인 3원계 구조보다 3.5% 용량유지율이 개선되었고, 저항 측면에서 15%가량 저항이 낮아져 전지에 기여한다는 것을 보여주었습니다.

하이니켈 양극재 제조 공정에 대한 이해

하이니켈 양극재 제조 공정에 대한 이해

 

 

 

단입자 기술 (단결정, Single crystal)

LG화학 단결정 양극재

다음 내용은 단결정 양극재 입니다. 이전 블로그에 단결정 기술에 대해 기술한 적이 있었는데요. LG화학의 경우에는 단결정 양산뿐만 아니라, 'DX이미지 정량 분석'을 통해서 고객에게 최적의 맞춤 단결정 사이즈까지 제공한다고 합니다. 이를 적용하여 기존 양극재 대비하여 Formaiton 공정에서 발생하는 가스발생률을 45% 저감시키는 성능을 게시하였습니다.

LG화학 에코프로 엘앤에프가 주목하는 양극재 단결정

LG화학 에코프로 엘앤에프가 주목하는 양극재 단결정

 

 

 

1.2. 도전재 (Carbon Nano Tube)

도전재 (Carbon nano tube)

전극 내부에 전자이동을 용이하게 도와주는 도전재에 대한 내용입니다. LG화학은 기존 Carbon Nano Tube (CNT) 도전재에 대한 기술을 보여주었습니다. MWCNT (Multi-Walled Carbon Nanotube)를 소개하면서, 효과적인 전도 네트워크 및 기존 문제점으로 언급되었던 '분산성' 문제를 개선하였다고 밝혔습니다. 또한 단일 반응기에서 대량생산하는 기술도 보유하고 있다는 점을 언급하였습니다.

리튬이온배터리 도전재 : CNT(탄소나노튜브)에 대한 이해

리튬이온배터리 도전재 : CNT(탄소나노튜브)에 대한 이해

 

1.3. 음극 바인더(Anode Binder)

LG화학 음극바인더

전극 소재 마지막으로 바인더를 소개하였습니다. 2차전지에는 양극에 적용되는 바인더와 음극에 적용되는 바인더가 다른 특징이 있습니다. 이번 인터배터리에서 LG화학은 음극바인더를 소개하였습니다. LG화학의 음극바인더로는 Butadiene, Styrene, Acrylate를 원료로 하는 친환경 수계 라텍스 계열의 바인더를 보유하고 있다고 밝혔습니다. 기존 타사 바인더는 충전/방전 과정에서 집전체인 Cu와 전극 합제 부분이 탈리되지만, L사의 바인더의 경우에는 바인더가 균일하게 전극 내부에 분포하고 있어 집전체와 접착력을 유지한다고 공개하였습니다.

 

 

2. 분리막

2.1. SRS 분리막 

배터리에서 쇼트를 방지하여 안전성에 기여하는 분리막 소재입니다. 기존 PP(Polypropylene), PE(Polyethylene) 분리막은 열적 안정성에 취약하여 고온에서 내구성이 부족한 단점을 보유하고 있습니다. LG화학의 분리막은 표면에 세라믹소재를 코팅적용하여 열적안정성을 개선시켰습니다.

 

2.2 UV 가교 분리막

기존 분리막 파막(Melt down) 한계 온도 향상 필요에 따라 개발된 분리막입니다. 현재 분리막은 약 155도에서 파막현상이 발생하여 안전성이 저하되는 문제를 갖고 있습니다. UV(자외선)을 이용한 고분자 내부의 가교현상을 통해 더 높은 온도에서 파막이 발생하는 것을 방지하는 분리막입니다. 

 

2.3. 장수명용 분리막

기존 SRS분리막의 경우 세라믹 코팅을 사용하나 해당 소재의 전해액과의 반응으로 Gas를 발생시키는 문제를 갖고 있습니다. 이에 따라 LG화학 측에서는 Ba(바륨)을 통하여 장수명용 분리막을 개발하였습니다. Gas 발생 메커니즘으로 원인이 되는 물질은 전지 내부의 수분(H2O)입니다. 하지만 Ba(바륨)을 도입할 경우 H2O -> H, OH 구조로 분해되어 수분에 의한 가스발생을 억제하는 장점이 있습니다. 

 

 

 

3. 접착제 & 포팅제

배터리 팩 부분에 들어가는 제품을 소개하였습니다. 크게 방열접착제, 구조용, 포팅제 3가지를 소개하였습니다.

LG화학 접착제 제품군

방열접착제는 폴리우레탄 계열의 고분자를 적용하여 셀 내부의 열을 방출하는 역할을 담당합니다. 구조용 접착제는 에폭시 계열로 자동차 차체와 배터리를 고정하는 데 있어, 잘 붙지 않는 난 부착 배터리 부품을 고정하는데 기여한다고 합니다. 마지막으로 포팅제의 경우에는 배터리 모듈 및 팩에 적용되며 외부의 충격, 습기, 발화로부터 셀을 안정하게 보호합니다. 적용 소재로는 실리콘, 우레탄폼계열의 소재들이 적용된다고 합니다.

 

 

 

4. 차세대소재 

4.1. 건식전극 도전재 & 바인더

앞으로 다가올 건식전극에 적용되는 도전재는 고분산 도전재로 MWCNT를 적용하였으며, 표면을 개질하고 표면적/입도를 제어하여 도전재 특성을 향상한다고 밝혔습니다. 또한 바인더 소재는 기존의 PVDF와 달리 전극의 인장강도, Stiffness에 기여하는 소재를 연구개발 중이라 밝혔습니다.

건식전극(Dry electrode)의 제조 공정과 장점

건식전극(Dry electrode)의 제조 공정과 장점

 

 

4.2. 전고체전지용 양극재 & 전해질

LG화학은 황화물계 전고체전지용 양극재에 대한 기술을 연구개발 중이라 밝혔습니다. 해당 양극재에 표면을 개질하여 전해질과 부반응을 억제하고, 열 안정성 및 이온전도도를 향상시키는 내용을 언급하였습니다.

 

전고체전지 전해질 소재로는 황화물계 전고체전해질을 개발 중이며, 기존 전고체전지의 단점으로 손꼽히는 이온전도도와 수분안정성이 개선된 소재를 개발 중이라 합니다. 개선 방안으로는 신규 원소도핑 및 전해질 조성을 최적화하고 있다고 밝혔습니다.

 

4.3. 반고체전지용 복합전해질 소재

반고체 전지용 복합전해질입니다. 말이 뭔가 복잡합니다. 자세히 들여다보면, '복합전해질' 개념이 언급되어 있습니다. 해당 소재는 Gel 구조로 액체괴물 같은 형상을 띄고 있습니다. 겔 전해질의 구조는 [고분자 Matrix + 액체전해질 + 겔전해질]이 서로 혼합되어 있는 구조로 이루어져 있습니다. L사 측에서 밝힌 해당 소재는 액체전해질에 가까운 이온전도성을 갖으며 (>10^-4S/cm), 난연성 성질을 갖고 있어 화재에 매우 유리한 장점을 보유하고 있습니다. 또한 의미 있는 점은 2026년 R2R 기반 대면적 제품의 양산성 평가를 계획 중에 있습니다. 

 

4.4. 이온전도성 고분자 전해질

리튬이온배터리에서 리튬이온전도를 향상시키는 고분자 소재입니다. 기존의 PolyEthylene Oxide (PEO) 소재는 Li Chelation이라 불리는 PEO 고분자의 O(산소) 리튬이 호환되며 리튬이온을 잘 전달시키는 메커니즘이 알려져 있었습니다. LG화학 측에서는 이 메커니즘을 이용하여 PEO를 이용한 고분자 전해질을 공개하였습니다.

 

 

 

2차전지 분야 취업 컨설팅 안내

2차전지 분야 취업 컨설팅 안내

해당 포스팅에서 LG화학의 연구개발 내용과 제품들에 대해 알아볼 수 있었습니다. 개인적인 사견으로 2차 전지 소재 기술의 최고 끝판왕이라는 것을 느낄 수 있었고, 다양한 차세대 소재에 구체적인 양산계획은 없지만 집중하여 연구개발이 진행되고 있다는 것을 느꼈습니다. LG화학의 유망한 소재들이 상용화되어 더 좋은 성능을 갖는 배터리가 생산되기를 희망합니다. 긴 글 읽어주셔서 감사합니다 :)