아이엘은 박막공정 기반 소형 전고체배터리 상용화의 가장 큰 난제로 꼽히던 전극·전해질 계면 저항 문제를 획기적으로 개선하는 핵심 계면제어 기술을 확보했다고 2일 밝혔다.
아이엘은 2023년 가천대로부터 ‘전고체 박막 전지용 전극 수리장치 및 수리방법, 전고체 박막 전지 제조방법(10-2138273)’ 특허를 기술이전 받아 연구개발을 이어왔으며, 최근 데모 설비를 통해 검증을 완료했다. 회사 측에 따르면 이번 기술 적용 시 소형 전고체배터리의 용량 증대와 제조 수율 증가가 동시에 가능해 상용화의 큰 돌파구가 될 것으로 예상된다.
박막공정 기반의 마이크로 전고체배터리는 안정성과 성능 면에서 우수해 휴대용 기기, 플렉서블 기기, RFID, 에너지 하베스팅, 의료기기, 군용 디바이스 등 다양한 응용이 기대돼왔다. 그러나 시장에서 요구하는 고용량 구현에는 한계가 있어 본격적인 시장 확대가 어려웠다. 아이엘의 계면제어 기술은 전극·전해질 계면 문제를 해결해 고용량 구현의 걸림돌을 제거했다는 점에서 의미가 크다.
특히 이번 특허기술은 용량 증가와 공정 개선을 동시에 실현할 가능성을 보여줬다. 기존 박막공정에서는 전극 두께가 두꺼워질 경우 막 응력이나 이물 성장으로 불량이 발생해 용량 확대에 제약이 있었다. 반면 습식·건식 공정에서는 두께 구현은 가능했지만 계면이 거칠어 박막 고체전해질의 균일 코팅이 어려웠다. 아이엘은 펨토 레이저 기반 전극 수리장치를 고안해 이 같은 문제를 해결했고, 검증을 통해 박·후막 하이브리드 형태의 소형 전고체배터리 구현 가능성을 확인했다.
아이엘 관계자는 “이번 전극·전해질 계면제어 핵심기술은 기존 박막형 전고체배터리의 한계를 넘어 다양한 분야에 적용 가능한 고용량 제품 구현을 가능케 할 것”이라며 “성과를 기반으로 양산형 설비 개발과 제조비 절감 연구에 집중하겠다”고 말했다.
아이엘은 이를 기반으로 박막공정 소형 전고체배터리부터 리튬메탈 음극 기반 고용량 전고체배터리까지 아우르는 포트폴리오를 구축했다. 웨어러블·소형 디바이스 시장은 물론, 휴머노이드 로봇과 전기차 등 차세대 모빌리티 분야까지 확장 가능한 기술 경쟁력을 확보해 글로벌 전고체배터리 시장에서 리더십을 강화해 나간다는 계획이다.
헬로티 이창현 기자 |
