리튬이온전지 대체 '금속공기전지' 특허출원 최근 10년간 22배 증가

【 대전=김원준 기자】 리튬이온전지를 대체할 차세대 전지로 주목받고 있는 금속공기전지 관련 특허출원이 활기를 띠고 있다.

18일 특허청에 따르면 금속공기전지에 관한 특허출원은 최근 10년(2006~2015년)간 모두 370건으로, 2006년 4건에서 2015년 86건으로 21.5배 증가했고 연도별로도 꾸준히 늘고 있는 것으로 나타났다.

금속공기전지는 리튬, 아연, 알루미늄 등의 금속을 공기 중 산소와 결합시켜 전기를 발생시키는 전지로, 금속공기전지 중 리튬공기전지의 용량은 리튬이온전지의 5~10배에 달하는 것으로 알려져 있다.

출원인별로는 삼성전자가 64건(17.3%)으로 가장 많고 다음은 현대자동차 26건(7.0%), LG화학 22건(6.0%), ㈜레오모터스 19건(5.1%), ㈜EMW에너지 16건(4.3%) 순이다.

외국인 출원은 61건으로 전체 출원의 16.5%를 차지했다.

도요타자동차 8건(2.2%), 엘렉트리시테 드 프랑스 7건(1.9%), 스미토모 전기공업 4건(1.1%) 순이다.

금속공기전지의 음극 소재를 기준으로 총 278건의 특허출원을 분석한 결과 △대용량에 장점이 있는 리튬공기전지가 167건(60.0%) △안전성과 경제성에 장점이 있는 아연공기전지가 93건(33.5%) △알루미늄공기전지가 10건(3.6%) △마그네슘공기전지가 8건(2.9%)으로 집계됐다.

출원 기술은 대부분 에너지 효율을 높여 금속공기전지를 상용화하기 위한 것으로 △전지 시스템에 관한 기술이 119건(32.1%) △양극의 구조를 개선해 산소가 연속으로 공급되도록 하는 기술이 108건(29.1%) △전지 내부의 반응을 촉진하는 촉매에 관한 기술이 56건(15.1%)이었다. 그 뒤를 이어 전해질, 음극 및 분리막에 관한 기술이 출원됐다.

유준 특허청 자동차융합심사과장은 "현재까지는 리튬이온전지를 대체해 리튬공기전지를 상용화하는데 기술적 난제가 많은 것이 사실"이라면서 "그러나 전기자동차, 드론 등에 사용할 수 있는 대용량 이차전지의 필요성이 커지면서 리튬공기전지에 대한 관심과 기술개발은 계속될 것으로 보인다"고 말했다.

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