신기술 소재 전문기업 아이엘(307180)이 리튬 금속 배터리의 수명과 안정성을 획기적으로 개선할 핵심 기술을 개발하고, 이를 PCT(국제특허 협력조약)를 통해 157개국 대상 국제특허 출원을 완료했다고 9일 밝혔다. 본 기술은 리튬 금속 음극 기반 차세대 배터리의 글로벌 상용화 가능성을 대폭 끌어올릴 것으로 기대된다.

이번 국제 출원 기술은 리튬 전이 금속 산화물을 활용한 리튬 덴드라이트 억제 방법 및 그 효과에 관한 것이다. 리튬이온 배터리는 통상 흑연 또는 실리콘 계열의 음극재를 사용하나, 리튬 금속은 이론적으로 가장 높은 에너지 밀도를 제공하는 궁극적인 음극재로 평가받는다. 그러나 충방전 과정에서 형성되는 '리튬 덴드라이트'(수지상 결정체)는 분리막을 관통하여 내부 단락을 유발, 화재 및 폭발 위험을 증가시키는 주요 원인으로 지적되어 왔으며, 이는 리튬 금속 배터리 상용화의 최대 난관으로 손꼽혔다.

아이엘은 이러한 문제 해결을 위해 구리 집전체 표면에 리튬 전이 금속 산화물을 코팅함으로써, 덴드라이트의 불균일한 성장을 억제하고 전기화학적 안정성을 향상시키는 원천 기술을 확보하였다.

PCT(특허협력조약)는 단일 출원을 통해 최대 157개 가입국에 대해 동시에 국제 특허권을 확보할 수 있는 제도이다. 아이엘은 이번 출원을 통해 글로벌 배터리 시장에 기술적 신뢰성을 입증하였으며, 주요 완성차 및 에너지 저장 장치(ESS) 기업들과의 기술 제휴 및 수출 협상에서도 유리한 입지를 선점하게 되었다.

시장조사업체 프레시덴스 리서치에 따르면, 글로벌 리튬 배터리 시장은 2022년 약 700억 달러(약 95조 원) 규모에서 2030년까지 약 3,870억 달러(약 527조 원) 규모로 급성장할 것으로 전망된다. 특히, 음극재 시장의 84%가 중국에 편중된 현 상황에서, 아이엘의 리튬 금속 기술은 국내 음극재 산업의 자립도 향상에도 지대한 기여를 할 것으로 예상된다.

아이엘 관계자는 "덴드라이트는 배터리 폭발의 주된 원인으로 지목되는 만큼, 이번 특허 기술은 리튬 금속 배터리의 안정성, 수명, 성능을 동시에 개선할 수 있는 '돌파구'가 될 것"이라고 밝혔다. 또한, "국제 출원을 통해 차세대 배터리 시장의 기술 주도권을 선점하고, K-배터리의 글로벌 위상 강화에 기여하며, 157개국을 대상으로 하는 글로벌 기술 상용화를 본격화할 계획"이라고 덧붙였다.

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