아이엘사이언스, 전고체 '리튬 음극 시트 기술' 특허 출원

가천대 배터리R&D센터 차세대 배터리 상용화 박차

[파이낸셜뉴스] 아이엘사이언스가 차세대 전고체 이차전지(배터리) 상용화를 앞당길 '리튬 음극 시트 형성 기술' 특허를 출원했다.

5일 아이엘사이언스에 따르면 가천대와 '금속 리튬 기반 음극 혁신소재 및 전고체 전지 시스템' 개발을 위한 산학협력 협약을 체결한 뒤 가천대에 설립한 차세대 배터리R&D센터를 통해 전고체 등 차세대 이차전지 상용화에 박차를 가한다.

이차전지 분야 석학인 윤영수 교수가 이끄는 전지 및 에너지 변환 연구소(EML) 성과물을 아이엘사이언스로 이관한 뒤 차세대 전고체 배터리의 실효적 구현을 위한 공정 개발에 핵심적 역할을 할 예정이다. 전 세계적으로 많은 기업들이 리튬 금속 음극 기반 전고체 배터리의 개발에 박차를 가하고 있으며, 향후 10년 내 상용화를 목표로 한다.

가천대 차세대 배터리R&D센터 관계자는 "대량생산을 위해서는 배터리 음극전류 집전체로 사용하는 구리 포일 위에 리튬막을 증착할 수 있는 기술이 필요하다"며 "구리 포일과 리튬 포일을 함께 압연(라미네이션)하는 방법은 롤투롤 공정 기반으로 대량생산에 적합하지만 마이크로미터 수준의 얇은 리튬막 형성에는 어려움이 있다"고 설명했다.

이어 "또 다른 방식으로는 리튬 소스를 증발해 구리 포일 위에 증착하는 열 증발 증착법이 있는데 이는 다양한 나노미터 두께 리튬막 형성에는 유리하지만, 압연 방법에 비해 공정이 복잡하고 초기 설비 투자 및 유지보수 비용이 크다는 단점이 있다"고 덧붙였다.

아이엘사이언스가 특허로 출원한 신기술은 4단계에 걸친 새로운 공정을 적용한다. 우선 라미네이션 방법을 이용하여 기판·음극 물질·기판으로 구성되는 제1시트를 제도한 뒤 제1시트를 가열해 분리하면서 두 개 기판·코팅층으로 구성되는 제2시트를 생성한다.

다음으로 분리된 제2시트 기판·코팅층에서 노출된 코팅층 표면에 보호층을 형성하고 마지막으로 보호층이 형성된 제2시트 표면을 평탄화하거나 두께를 조절해 완성한다.

아이엘사이언스는 고재환 박사를 영입해 가천대 차세대 배터리 R&D센터 센터장을 맡겼다.

고 박사는 가천대에서 신소재 공학 박사 학위를 취득한 뒤 주성엔지니어링과 GS나노텍, 참엔지니어링을 거쳐 가천대 EML에서 연구원으로 활동했다.

한편, 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 전고체 배터리를 탑재한 자동차 비율은 올해 2%에서 오는 2030년 10%까지 증가할 전망이다.

또 다른 시장조사업체 후지경제는 오는 2035년 전고체 배터리 시장 규모가 32조6000억원에 달할 것으로 내다봤다.

[e-mail] 강경래 기자