리튬메탈 배터리 허들 '덴드라이트(Dendrite)' 현상 억제 기술 확보
균일 전착 유도 등 3대 공정 기술 근거로 내세워...고안정성 배터리 구현 기대
휴머노이드 로봇, 차세대 모빌리티 시장 데뷔 목표
아이엘이 차세대 리튬메탈 배터리의 상용화를 앞당길 핵심 기술을 확보했다.
리튬메탈 배터리는 기존 리튬이온배터리 대비 에너지 밀도와 출력이 높아, 배터리 자체적인 경량화·소형화에 유리하다고 평가받는다. 아이엘의 이번 성과는 그동안 리튬메탈 배터리 혁신의 걸림돌로 작용한 '덴드라이트(Dendrite)' 현상을 억제하는 데 성공하면서 달성한 것이다.
해당 기술적 난제는 배터리 충·방전 과정에서 리튬 금속 이온이 전극 표면에 나뭇가지나 수염 형태로 자라나는 결함을 말한다. 이는 배터리 수명 단축, 내부 단락 및 발화 위험 등을 야기하는 것으로 알려졌다.
아이엘 연구진은 ▲균일 전착 유도 표면처리 ▲3차원(3D) 집전체 고속 리튬 함침 ▲인시츄(In-situ) 보호층 형성 등 3가지 핵심 공정 기술을 확보하며 이 문제를 해결했다. 이 기술은 덴드라이트 성장을 효과적으로 억제해 고수명·고안정성 배터리 구현을 가능하게 할 것으로 기대된다.
특히 휴머노이드 로봇, 초고에너지밀도 배터리 시장을 동시에 겨냥하는 성장 전략에 중요한 전환점이 된다고 보고 있다. 두 시장 모두 고에너지밀도와 경량 배터리에 대한 수요가 확대되고 있기 때문에 사측의 전략이 적중할 것으로 보인다.
이 가운데, 3D 집전체 고속 리튬 함침은 구역별 선택적 표면처리 기술이다. 이를 무음극 전고체 배터리에 적용할 경우, 제조 공정을 단순화하고 원가를 절감하는 효과까지 가져올 것으로 예상된다. 아이엘은 이 기술에 대한 국내 특허 출원을 마쳤으며, PCT(Patent Cooperation Treaty) 국제출원을 통해 글로벌 시장 공략에 박차를 가할 방침이다.
아이엘 관계자는 “이번 신규 기술은 성능 확보, 양산성 검증까지 완료했다”며 “이를 통해 리튬메탈 배터리의 상용화 시기를 크게 앞당길 수 있을 것”이라고 말했다. 그러면서 “앞으로 롤투롤(Roll-to-Roll) 생산장비 특허 기술 최적화에 집중해 글로벌 기술 경쟁력을 보유한 업체로 도약할 계획”이라고 덧붙였다.
헬로티 최재규 기자 |
