LMR 배터리는 코발트를 사용하지 않고 망간을 주원료로 활용해 가격 경쟁력이 높고 에너지 밀도가 우수하다는 장점이 있다. 그러나 충전 중 산화된 산소가 방전 과정에서 완전히 회복되지 않을 경우 배터리 내부 구조 손상과 가스 발생을 유발해 전기차용 대형 셀 적용에 어려움이 있었다. 공동 연구팀은 충·방전 조건에 따른 산소의 산화·환원 거동을 분석해 산소 회복을 좌우하는 핵심 변수가 충전 상한 전압과 방전 하한 전압에 있음을 규명했다. 연구팀은 충전 상한 전압을 4.6V에서 4.3V로 낮추고 방전 하한 전압을 2.0V까지 확대해 산소 환원율을 86%에서 97%로 향상시켰다. 또한 40Ah급 대형 셀의 활성화 공정에서 온도를 낮추는 방식을 적용해 가스 발생을 억제했다. 그 결과 최적화된 40Ah급 LMR 대형 셀은 883회의 충·방전 평가 이후에도 초기 에너지의 92.2%를 유지하는 수명 안정성을 입증했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 게재됐다.