포스코홀딩스 미래기술연구원이 차세대 전기차 배터리 소재인 LMR 양극재의 성능 저하 원인을 데이터 기반으로 밝혀냈다.
포스코홀딩스 미래기술연구원은 7월 10일, 이차전지의 핵심 소재인 LMR(리튬망간리치) 양극재의 성능 저하 원인과 반응 메커니즘을 데이터 기반으로 규명하는 데 성공했다고 발표했다.
LMR 양극재는 고가의 코발트·니켈을 줄이고, 저렴하고 풍부한 망간을 활용해 가격 경쟁력을 높인 차세대 배터리 소재다. 기존 LFP(리튬인산철) 배터리보다 에너지 밀도가 33% 높아 전기차의 주행거리 증가와 사용 후 리사이클링 가치 측면에서 주목받고 있다. 특히 엔트리 및 스탠다드 전기차 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
이번 연구는 에너지·환경 분야의 세계적 권위지인 ‘Energy & Environmental Science’ 18호에 2025년 5월 7일자로 게재됐다.
최근 GM, 포드 등 글로벌 완성차 업체들이 LMR 배터리 도입을 공식화하면서 시장이 빠르게 확장되고 있지만, LMR 배터리는 충전 및 방전 과정에서 전압이 떨어지는 성능 저하 문제가 있었다.
이에 미래기술연구원은 3만 건 이상의 배터리 충전 데이터를 AI로 분석하고, 다양한 실험 데이터를 결합해 LMR 소재의 열화 원인과 반응 메커니즘을 규명했다. 특히 차원 축소 기법을 통해 성능 저하에 영향을 주는 핵심 요인을 파악하고, 이를 망간 변화나 전기 흐름 저항 증가 등 실제 현상과 연결해 설명했다.
이번에 개발한 데이터 기반 모델은 LMR 배터리의 성능을 예측하고 이상 징후를 조기에 감지할 수 있는 도구로, 전기차 배터리의 신뢰성과 안전성 향상에 기여할 전망이다.
남상철 미래기술연구원 LIB 소재연구센터장은 “AI와 실험 데이터를 융합한 연구를 확장해 고성능·고신뢰성 이차전지 소재 개발을 이어갈 계획”이라며 “LMR 양극재뿐 아니라 다양한 이차전지 소재에 대한 데이터 기반 분석 강화로 글로벌 배터리 시장에서 경쟁력을 높이겠다”고 밝혔다.
한편 포스코홀딩스는 이번 연구 성과를 바탕으로 4월 한국금속·재료학회 및 AI4AM 국제학술대회에서 머신러닝 기반 배터리 소재 연구 결과를 발표했으며, 10월에는 한국화학공학회에서도 AI 기반 소재 연구를 발표할 예정이다. arXiv에 게재된 최신 연구 결과도 곧 공개된다.
