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[파이낸셜뉴스] 아이엘사이언스가 리튬이차전지용 고함량 실리콘음극 구현을 위한 기능성 3차원(3D) 집전체 기술 개발에 성공했다.
6일 아이엘사이언스에 따르면 실리콘음극재는 리튬이차전지 음극으로서 우수한 성능을 가지고 있지만, 부피 팽창문제로 인해 실제 적용에 한계가 있다. 따라서 현재 실리콘음극재는 흑연음극재와 혼합해 사용하며, 함량은 10% 이하에 그친다.
전세계적으로 10% 이상 고함량 실리콘, 나아가 실리콘 100% 퓨어 실리콘음극재 개발과 관련한 다양한 연구가 진행 중이다. 이번에 아이엘사이언스가 개발한 기능성 3D 집전체 기술은 이러한 연구에 크게 기여할 전망이다.
또한 아이엘사이언스와 산학협력 연구를 수행 중인 가천대 윤영수 교수 연구팀에서는 최근 음극재 팽창문제를 개선할 수 있는 탄소나노튜브 처리 공정도 개발했다. 탄소나노튜브는 우수한 기계적 강도와 전기 전도성을 가지고 있어 배터리 분야에서 다양하게 활용된다.
윤 교수팀이 개발한 공정은 탄소나노튜브 내부에 나노스케일 음극물질을 접착시킬 수 있는 기술을 적용해 실리콘 팽창문제를 크게 개선할 수 있다. 탄소나노튜브와 관련된 연구는 아이엘사이언스와 가천대 공동연구팀이 지난해 초 SCI 학술지 카본에 논문을 발표하는 등 그동안 지속적인 성과를 보여온 분야다.
아이엘사이언스 관계자는 "당사가 보유한 기능성 3D 집전체 기술과 가천대 연구팀 탄소나노튜브 처리 기술을 융합하면 실리콘 팽창문제를 마이크로스케일, 나노스케일 두 가지 관점으로 억제할 수 있기 때문에 효과를 극대화할 수 있다"며 "가천대와의 산학협력과 함께 지난해 실리콘음극재 관련 글로벌 기업과 체결한 ‘LOI(기술개발의뢰 및 구매의향서)’를 바탕으로 고함량 실리콘음극용 기능성 3D 집전체 상용화에 박차를 가할 것"이라고 말했다.
이어 "현재 양산을 준비 중인 차세대 고함량 실리콘음극재는 기존 소재와 비교해 배터리 용량을 10배 정도 늘려 전기차 주행거리를 늘리는 동시에 배터리 급속충전 설계도 용이하게 만드는 장점이 있다"고 덧붙였다.
한편, 시장조사업체 SNE리서치는 실리콘음극재 시장 규모가 올해 19억달러에서 오는 2035년에는 66억달러까지 성장할 것으로 내다봤다.
butter@fnnews.com 강경래 기자
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