[파이낸셜뉴스] 아이엘(옛 아이엘사이언스)이 차세대 배터리 기술 핵심으로 주목받는 리튬 금속 기반 전고체 배터리 상용화에 한 걸음 더 다가섰다. 아이엘은 리튬 금속 배터리 파우치셀용 고안정성 음극 시트 양산을 앞두고 샘플을 제작했다고 20일 밝혔다. 아이엘은 독자적인 표면처리 및 증착 공정 기술을 바탕으로, 리튬 덴드라이트 형성을 억제하는 보호층 기술을 개발해 국제특허(PCT) 출원도 마쳤다. 해당 기술은 리튬 금속 음극의 가장 큰 난제였던 수명 저하와 단락 위험을 해결할 수 있는 핵심 요소로 평가 받는다. 실제 아이엘의 리튬 금속 음극 시트를 적용한 셀은 코인셀 수준의 자체 테스트에서 300사이클 이상 수명을 보였다. 5C의 C-rate(1시간 내 5배속 충·방전 속도)에서도 양호한 사이클 성능을 보여 고속충전 가능성도 확인했다. 특히 고체 전해질뿐 아니라 액체 전해질과도 정합성이 뛰어나, 전고체 배터리와 리튬 금속 배터리 양쪽 모두에 적용 가능할 것으로 예상된다. 아이엘의 리튬메탈 음극시트 기술은 궁극적으로 휴머노이드로봇 시장을 정조준하고 있다. 로봇은 구조상 배터리 탑재 공간이 제한적다. 이런 이유로 공간효율이 높고 고에너지밀도와 경량화를 동시에 만족시키는 리튬 금속 기반 파우치셀이 필수적이다. 아이엘은 이러한 시장 요구를 반영, 리튬 금속 배터리 파우치셀용 고안정성 리튬 금속 음극시트 양산 및 공급망 확보를 위해 샘플 제작을 마쳤다. 아이엘 관계자는 "현재 이번 기술 관련 핵심 특허 해외 출원을 추가로 준비 중으로 황화물계 고체전해질과 산화물계 고체전해질, 폴리머 전해질, 액체 전해질 등 다양한 전해질 물질과의 정합성을 검증하면서 파우치셀 개발을 진행 중"이라며 "휴머노이드로봇 시장 진출을 위한 준비에 나서 오는 2028년 양산을 목표로 단계적인 성과를 거둘 수 있을 것"이라고 말했다. 이어 "전고체 배터리 기술 특허에 대한 외부기관 평가로 1107억원 규모 가치평가를 받는 등 기술 우수성을 지속 입증하며 글로벌 신소재 개발 전문기업으로 도약할 것"이라고 덧붙였다. butter@fnnews.com 강경래 기자

[파이낸셜뉴스] 아이엘이 리튬 금속 배터리 수명과 안정성을 획기적으로 개선하는 핵심 기술을 개발, 국제특허협력조약(PCT)을 통해 157개국을 대상으로 특허 출원을 마쳤다고 9일 밝혔다. 이번 특허 기술은 리튬 전이 금속 산화물을 이용한 리튬 덴드라이트(수지상 결정체) 억제 방법 및 효과에 관한 것이다. 리튬 금속 음극 기반 차세대 배터리의 글로벌 상용화 가능성을 크게 높일 것으로 전망된다. 리튬이온 배터리는 일반적으로 흑연 또는 실리콘 계열 음극재를 사용하지만, 리튬 금속은 이론적으로 가장 높은 에너지 밀도를 제공하는 최종 음극재로 간주된다. 그러나 충방전 과정에서 형성되는 리튬 덴드라이트는 분리막을 뚫고 내부 단락을 유발해 화재 및 폭발 위험을 높이는 주요 원인으로 지적돼 왔다. 아이엘은 이러한 문제 해결을 위해 구리집전체 표면에 리튬 전이 금속 산화물을 코팅해 덴드라이트의 불균일 성장 억제 및 전기화학적 안정성 향상을 유도하는 원천 기술을 확보했다. PCT는 단일 출원으로 최대 157개 가입국에 대해 동시에 국제 특허권을 확보할 수 있는 제도다. 아이엘은 이번 출원을 통해 글로벌 배터리 시장에 기술적 신뢰성을 입증하고, 주요 완성차 및 에너지저장장치(ESS) 기업들과의 기술 제휴 및 수출 협상에도 유리한 입지를 확보하게 됐다. 아이엘 관계자는 "덴드라이트는 배터리 폭발 주요 원인으로 지목되는 만큼, 이번 특허 기술은 리튬 금속 배터리의 안정성, 수명, 성능을 동시에 개선할 수 있는 돌파구가 될 것"이라며 "국제 특허 출원을 통해 차세대 배터리 시장의 기술 주도권을 선점하고 'K배터리' 글로벌 위상 강화에 기여하며, 157개국 대상 글로벌 기술 상용화를 본격화 할 계획"이라고 밝혔다. 한편 시장조사업체 프레시덴스리서치에 따르면 글로벌 리튬 배터리 시장은 2022년 700억달러(약 95조원)에서 오는 2030년까지 3870억달러(약 527조원) 규모로 성장할 전망이다. butter@fnnews.com 강경래 기자

"앞으로 전고체 배터리 분야에서 글로벌 게임체인저가 될 것입니다." 송성근 아이엘 대표(사진)는 13일 서울 여의도에서 열린 기자간담회에서 "창업 후 지난 17년 동안 끊임없는 도전과 혁신을 통해 현재 성공을 거뒀다"며 "전고체 배터리 개발은 우리가 앞으로 나아가야 할 중요한 방향으로 해당 기술은 휴머노이드로봇 등 차세대 첨단 기술에 기여할 것"이라며 이같이 밝혔다. 아이엘사이언스는 지난 12일 공식적으로 사명을 주식회사 '아이엘'로 변경했다. 아울러 책임 경영을 한층 강화하기 위해 기존 각자대표 체제에서 송 대표 단독대표 체제로 전환했다. 송 대표는 기자간담회를 통해 실리콘렌즈 사업 성장 전략 및 전고체 배터리 기술 개발 현황을 발표했다. 송 대표는 이 자리에서 "실리콘렌즈 기반 자동차 램프 원스톱 밸류체인 구축과 전고체 배터리 기술 개발이 향후 주력 사업이 될 것"이라고 강조했다. 아이엘은 현재 실리콘렌즈 기반 자동차 램프를 만든다. 현대차·기아 다양한 차종에 선정된 뒤 자동차 램프 공급에 착수했다. 특히 테슬라와 포르쉐 등 글로벌 완성차 업체들 차종에도 잇달아 선정, 해외 시장으로 공급처를 확대할 예정이다. 아이엘은 국내에 이어 해외 시장으로 실리콘렌즈 기반 자동차 램프 공급 물량이 늘어나면서 충남 천안 사업장 증설도 추진 중이다. 다음 달 완공하는 2공장은 3380㎡ 수준으로 기존 1공장과 합치면 향후 1만400㎡ 규모로 늘어난다. 자동차 램프 외에 향후 전고체 배터리 생산도 2공장에서 이뤄질 예정이다. 아이엘이 연구 중인 전고체 배터리 기술은 리튬을 기반으로 한다. 리튬 전고체 배터리는 물질 에너지 저장 용량이 뛰어나 현재 국내외 유수 이차전지 업체들이 많은 투자를 진행 중이다. 송 대표는 "가천대 연구진과 함께 리튬 음극 덴드라이트 형성을 방지하는 고안정성 리튬음극 시트를 개발 중"이라며 "이는 배터리 안전성과 성능을 극대화하는 데 기여할 것"이라고 말했다. butter@fnnews.com 강경래 기자

[파이낸셜뉴스] "앞으로 전고체 배터리 분야에서 글로벌 게임체인저가 될 것입니다." 송성근 아이엘 대표는 13일 서울 여의도에서 열린 기자간담회에서 "창업 후 지난 17년 동안 끊임없는 도전과 혁신을 통해 현재 성공을 거뒀다"며 "전고체 배터리 개발은 우리가 앞으로 나아가야 할 중요한 방향으로 해당 기술은 휴머노이드로봇 등 차세대 첨단 기술에 기여할 것"이라며 이같이 밝혔다. 아이엘사이언스는 지난 12일 공식적으로 사명을 주식회사 '아이엘'로 변경했다. 아울러 책임 경영을 한층 강화하기 위해 기존 각자대표 체제에서 송 대표 단독대표 체제로 전환했다. 송 대표는 기자간담회를 통해 실리콘렌즈 사업 성장 전략 및 전고체 배터리 기술 개발 현황을 발표했다. 송 대표는 이 자리에서 "실리콘렌즈 기반 자동차 램프 원스톱 밸류체인 구축과 전고체 배터리 기술 개발이 향후 주력 사업이 될 것"이라고 강조했다. 아이엘은 현재 실리콘렌즈 기반 자동차 램프를 만든다. 현대차·기아 다양한 차종에 선정된 뒤 자동차 램프 공급에 착수했다. 특히 테슬라와 포르쉐 등 글로벌 완성차 업체들 차종에도 잇달아 선정, 해외 시장으로 공급처를 확대할 예정이다. 아이엘은 국내에 이어 해외 시장으로 실리콘렌즈 기반 자동차 램프 공급 물량이 늘어나면서 충남 천안 사업장 증설도 추진 중이다. 다음 달 완공하는 2공장은 3380㎡ 수준으로 기존 1공장과 합치면 향후 1만400㎡ 규모로 늘어난다. 자동차 램프 외에 향후 전고체 배터리 생산도 2공장에서 이뤄질 예정이다. 아이엘이 연구 중인 전고체 배터리 기술은 리튬을 기반으로 한다. 리튬 전고체 배터리는 물질 에너지 저장 용량이 뛰어나 현재 국내외 유수 이차전지 업체들이 많은 투자를 진행 중이다. 송 대표는 "가천대 연구진과 함께 리튬 음극 덴드라이트 형성을 방지하는 고안정성 리튬음극 시트를 개발 중"이라며 "이는 배터리 안전성과 성능을 극대화하는 데 기여할 것"이라고 말했다. 이어 "우리 목표는 고안정성 리튬음극 시트를 롤타입으로 업계에 공급하는 것"이라고 덧붙였다. 아이엘은 전고체 배터리 시장 규모가 오는 2040년까지 740조원에 이를 것으로 예상했다. 아이엘은 전고체 배터리를 통해 지속 가능한 성장을 이어간다는 전략이다. 송 대표는 "우리는 새로운 세대 테크프론티어를 선언하며 지속 가능한 성장을 위해 다각도로 노력할 것"이라고 강조했다. 한편 아이엘은 앞서 실리콘렌즈 상용화와 함께 아이엘모빌리티, 아이엘셀리온 인수 등을 통해 자동차 램프 원스톱 밸류체인을 구축했다. 실리콘렌즈는 성형에 한계가 있는 플라스틱, 열에 취약한 유리 등 기존 한계를 뛰어넘는 자동차 램프 소재로 각광 받고 있다. butter@fnnews.com 강경래 기자

[파이낸셜뉴스] 아이엘사이언스가 우주용 전고체 배터리 성능 향상을 위해 3차원(3D) 집전체를 활용한 대용량화 기술에 대한 특허를 출원했다. 17일 아이엘사이언스에 따르면 이번에 출원한 특허는 '선택적 표면처리 기반 3D 집전체, 3D 리튬음극 및 전고체배터리 제조방법' 기술이다. 우주용 배터리는 넓은 온도범위와 함께 초고진공에서의 안정성, 방사선 노출에서의 안정성 등 척박한 우주 환경에서 안정적으로 동작해야 하는 차별화된 성능이 요구된다. 지난 8월 개발한 우주용 전고체 배터리 성능 테스트 결과 영하 20도에서 정상 작동했으며 0.66파스칼(Pa) 이하 고진공 환경에서도 안정성을 유지했다. 아이엘사이언스는 이번에 출원한 전지 대용량화 기술로 높은 안정성을 가진 리튬음극·무음극 전고체 배터리를 구현, 전고체 배터리 관련 다양한 기술 개발에 폭넓게 활용할 계획이다. 특히 선택적 표면처리 기술을 이용해 3D 집전체 기공 내 불균일한 리튬 증착을 방지하고, 덴드라이트 형성에 의해 기공이 막히거나 전극이 구조적으로 변형되는 것을 방지할 수 있다. 덴드라이트는 리튬이온이 양극과 음극을 오갈 때, 음극 표면에 발생해 전지 수명과 효율을 저하시키는 결정체다. 불규칙한 나뭇가지 형태가 수직으로 쌓이며 분리막을 뚫고 반대쪽 전극에 도달해 전기적 단락을 일으켜 전지 폭발 위험을 높이는 원인이다. 송성근 아이엘사이언스 대표는 "우주용 소형 전고체 배터리 개발에 이어 3D 집전체를 활용한 전지 용량 증가가 가능할 것"이라며 "이 기술을 우주 탐사와 화성 개척 등 우주 산업에 사용되는 태양광 패널과 에너지저장장치(ESS)에 활용해 원활한 에너지 공급이 가능한 대용량 우주용 전고체 배터리 기술로 완성시킬 것"이라고 말했다. 이어 "인류 미래를 변화시킬 우주용 전고체 배터리 대용량화 기술로 우주 에너지 분야에 중요한 역할을 담당할 것"이라고 덧붙였다. 한편 아이엘사이언스 배터리 연구·개발(R&D) 센터는 가천대 윤영수 교수팀과 3D 집전체 기술을 활용해 대용량화 기술을 실현하기 위해 협력 중이다. butter@fnnews.com 강경래 기자

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 우중제 박사팀과 울산과학기술원(UNIST) 조재필 교수팀이 화재 위험성을 안고 있는 휘발성 액체 대신 물을 전해질로 사용하는 이차전지의 내구성을 향상시키는 음극 제조기술을 개발했다. 이 기술로 만든 이차전지 '아연 이온 배터리'는 기존 것보다 수명이 10배 이상 향상됐다. 28일 에너지기술연구원에 따르면, 연구진은 아연이 음극에 달라붙어 쌓이는 현상을 제어해 한번 충전으로 음극 1㎤ 당 세계 최고 수준인 4225㎃h의 저장 용량을 달성했다. 또한 배터리를 3000회 이상 충·방전해도 초기 성능을 유지했다. 뿐만아니라 64㎠의 대면적 전극을 만들어 사용해도 그 성능을 그대로 유지했다. 우중제 박사는 "이는 아연 이온 배터리의 난제인 덴드라이트 형성을 산화구리와 같은 저가의 물질과 공정으로 해결할 수 있다는 단초를 제공한 것"이라고 말했다. 아연 이온 배터리는 안전하고 오래 사용할 수 있어 매력적이다. 하지만 문제는 아연이 배터리 안에서 잘못된 모양으로 자라나는 '덴드라이트' 현상 때문에 수명이 짧아진다. 연구진은 배터리 음극에 산화구리를 활용해 아연의 균일한 증착을 유도하고 덴드라이트 형성을 제어하는 데 성공했다. 산화구리는 일반 구리와 마찬가지로 아연의 초기 성장을 촉진하고 유도 증착시키는 역할을 수행한다. 또, 아연을 균일한 분포로 증착시키는 데 최적화된 전도성을 갖고 있어 일반 구리에 비해 효율적인 증착이 가능하다. 산화구리는 아연을 균일 분포한 후 비계(스케폴드)로 자체 변환된다. 이 스캐폴드는 아연이 어디에 자랄지 가르쳐주는 역할을 한다. 처음에는 아연이 잘 붙을 수 있게 도와주다가 아연이 많이 자라면 스캐폴드가 스스로 변해서 아연이 다른 곳으로 자라게 한다. 이렇게 하면 아연이 잘못된 모양으로 자라지 않아서 배터리를 더 오래 쓸 수 있게 되는 것이다. 우 박사는 "향후 개발된 전극을 규격화하고 시스템화하는 후속 연구를 통해 수계전지 상용화를 앞당기는 데 기여하겠다"고 밝혔다. 한편, 연구진은 새로운 음극제조 기술을 개발해 에너지·재료 분야 저명 학술지 '어드밴스트 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)' 발표했으며, 8월호 표지논문으로 선정됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

SK온이 상온에서도 구동할 수 있는 '리튬 메탈 배터리용' 고분자 전해질 공동개발에 성공했다. SK온은 고(故) 굿 이너프 텍사스대 교수의 제자인 하디 카니 교수 연구팀과 신규 고분자 전해질인 'SIPE'를 개발했다고 16일 밝혔다. 굿 이너프 교수는 리튬이온 배터리 용량을 2배로 늘린 배터리 선구자다. 2019년 97세에 노벨화학상을 받아 최고령 노벨상 수상 기록을 세웠다. 연구는 전기화학 분야의 권위 있는 학술지 '일렉트로케미컬 소사이어티'에 게재됐다. 고분자 전해질은 가격이 저렴하고 제조가 용이해 차세대 고체 배터리 소재로 주목받는다. 하지만 산화물계, 황화물계에 비해 이온전도도가 낮아 70~80도의 고온에서만 구동하는 점이 극복해야 할 과제다. SIPE는 이온전도도와 리튬 이온 운반율을 개선해 상온 구동을 가능하게 했다. 기존 고분자 전해질 대비 상온 이온전도도를 약 10배까지 끌어올렸으며, 리튬 이온 운반율도 0.2에서 0.92로 5배 가까이 늘렸다. 실험 결과 SIPE를 적용한 배터리는 저속 충·방전(0.1C) 대비 고속 충·방전(2C) 시 배터리 방전 용량이 77%로 유지됐다. 고속 충전 시 방전 용량 저하 현상을 최소화한 것이라고 회사 측은 설명했다. 덴드라이트 형성을 억제한 점도 주목된다. 덴트라이트는 충·방전 과정에서 리튬 이온이 양극과 음극을 오갈 때 음극 표면에 쌓이는 가지 모양의 결정체로, 배터리의 수명과 안전성을 저하하는 원인이다. 또 SIPE는 높은 기계적 내구성을 갖춰 대량생산이 가능하고, 열적 안전성이 우수해 250도 이상 고온에도 견딜 수 있다.김태경 SK온 차세대배터리센터장은 "고분자 전해질을 적용한 고체 배터리 개발에 한층 속도를 높일 수 있을 것으로 기대한다"며 "향후 차세대배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나갈 것"이라고 말했다. 박소연 기자

[파이낸셜뉴스] SK온이 상온에서도 구동할 수 있는 '리튬 메탈 배터리용' 고분자 전해질 공동개발에 성공했다.  SK온은 고(故) 굿 이너프 텍사스대 교수의 제자인 하디 카니 교수 연구팀과 신규 고분자 전해질인 ‘SIPE’를 개발했다고 16일 밝혔다. 굿 이너프 교수는 리튬이온 배터리 용량을 2배로 늘린 배터리 선구자다. 2019년 97세에 노벨화학상을 받아 최고령 노벨상 수상 기록을 세웠다. 2020년부터 SK온과 리튬 메탈 배터리를 구현하기 위한 ‘고체 전해질’ 공동 개발을 진행해 왔다. 지난해 6월 별세 후 제자인 카니 교수가 연구팀을 이끌고 있다. 연구는 전기화학 분야의 권위 있는 학술지 ‘일렉트로케미컬 소사이어티’에 게재됐다. 고분자 전해질은 가격이 저렴하고 제조가 용이해 차세대 고체 배터리 소재로 주목받는다. 하지만 산화물계, 황화물계에 비해 이온전도도가 낮아 70~80도의 고온에서만 구동하는 점이 극복해야 할 과제다. SIPE는 이온전도도와 리튬 이온 운반율을 개선해 상온 구동을 가능하게 했다. 기존 고분자 전해질 대비 상온 이온전도도를 약 10배까지 끌어올렸으며, 리튬 이온 운반율도 0.2에서 0.92로 5배 가까이 늘렸다. 리튬이온 전도도와 리튬 이온 운반율이 높아지면 배터리 출력과 충전 성능도 향상된다. 실험 결과 SIPE를 적용한 배터리는 저속 충·방전(0.1C) 대비 고속 충·방전(2C) 시 배터리 방전 용량이 77%로 유지됐다. 고속 충전 시 방전 용량 저하 현상을 최소화한 것이라고 회사 측은 설명했다. 덴드라이트 형성을 억제한 점도 주목된다. 덴트라이트는 충·방전 과정에서 리튬 이온이 양극과 음극을 오갈 때 음극 표면에 쌓이는 가지 모양의 결정체로, 배터리의 수명과 안전성을 저하하는 원인이다. 또 SIPE는 높은 기계적 내구성을 갖춰 대량생산이 가능하고, 열적 안전성이 우수해 250도 이상 고온에도 견딜 수 있다. 차세대 복합계 고체 배터리에 적용할 경우 충전 속도와 저온 성능을 개선할 것으로 기대된다. 김태경 SK온 차세대배터리센터장은 ”이번 연구 성과를 바탕으로 고분자 전해질을 적용한 고체 배터리 개발에 한층 속도를 높일 수 있을 것으로 기대한다”며 “SK온은 신규 소재 기술 경쟁력을 바탕으로 향후 차세대배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나갈 것”이라고 말했다. psy@fnnews.com 박소연 기자

[파이낸셜뉴스] 아이엘사이언스가 이스라엘 애디오닉스와 공동으로 3차원(3D) 리튬음극시트를 개발했다. 10일 아이엘사이언스에 따르면 이번 리튬음극시트는 애디오닉스와 지난 3월 공동 개발을 위한 양해각서(MOU)를 체결한 뒤 나온 첫 성과다. 리튬금속음극은 현존하는 음극 소재 중 가장 높은 에너지 밀도를 보유한 것으로 알려졌다. 이를 활용할 경우 고에너지밀도의 고성능 음극 구현이 가능하다. 하지만 리튬덴드라이트에 기인하는 불안정성으로 인해 상용화하지 못하고 있다. 최근 전고체 전지에 대한 관심이 높아지면서 이에 적합한 고안정성의 리튬금속음극에 대한 필요성이 커진다. 애디오닉스 관계자는 "아이엘사이언스와 이번에 개발한 3D 리튬음극시트는 △3D 전류집전체 최적화 기술 △리튬친화성 표면처리 기술 △리튬 함침 공정기술 △덴드라이트 억제를 위한 보호층 기술 등을 집약했다"며 "일반적인 리튬포일시트에 비해 우수한 안정성을 보였다"고 말했다. 이어 "3D 리튬음극시트를 적용할 경우 충·방전 진행 시 균일한 리튬 증착 유도 및 덴드라이트 억제가 가능하다"며 "2차전지 에너지밀도 증가와 사이클 성능 향상, 리튬·집전체 원자재 최소화가 가능할 것"이라고 덧붙였다. 이번 기술은 애디오닉스와 '2024년 한·이스라엘 공동기술 개발사업' 수행을 통해 양산화까지 이뤄질 예정이다. 양사 외에 가천대 신소재공학 윤영수 교수팀과 이스라엘 주요 대학이 프로젝트에 참여한다. 아이엘사이언스는 가천대로부터 2차전지 핵심기술 특허인 '전고체 박막 전지 제조방법', '음극 제조방법 및 이를 이용해 제조된 음극' 등 총 8종 특허를 양도 받았다. 특허 기술을 바탕으로 금속 리튬 기반 음극 혁신 소재와 전고체 전지 시스템 핵심 기술을 공동으로 연구·개발 중이다. 아이엘사이언스 관계자는 "가천대와 산학협력으로 지난해 배터리 R&D센터를 설립한 뒤 '고안정성 리튬금속 3D 음극시트' 개발 및 상용화에 역량을 집중한다"며 "산학연이 주축이 된 다자간 협력을 통해 빠르게 양산 및 상용화에 나설 계획"이라고 말했다. butter@fnnews.com 강경래 기자

[파이낸셜뉴스] 아이엘사이언스가 '리튬 전이 금속 산화물을 이용한 리튬 덴드라이트 억제 방법 및 효과'에 대한 특허를 출원했다. 2일 아이엘사이언스에 따르면 이번 특허는 리튬 금속 음극과 맞닿는 음극 집전체인 구리 집전체 표면에 리튬 전이 금속 산화물을 코팅, 덴드라이트 형성을 억제하거나 불균일하게 형성되는 빈도를 줄이는 기술이다. 리튬이온 배터리는 양극재와 음극재, 전해액, 분리막 네 가지 요소로 구성된다. 양극과 음극 물질 간 전자 이동으로 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치다. 양극의 리튬 이온이 음극으로 이동하면서 배터리가 충전되고, 음극의 리튬 이온이 양극으로 돌아가면서 배터리가 방전되는 원리다. 현재 사용되는 리튬이온 배터리는 리튬이온을 흑연이나 실리콘에 저장하는 특징이 있다. 에너지 밀도면에서 새로운 음극재 개발이 진행 중이고 흑연 등 기존 음극재가 대체되는 상황이다. 리튬 금속이 이론적으로 최종적인 음극재로 간주된다. 리튬 금속을 음극으로 사용하는 배터리는 기존 흑연에 비해 가벼워 음극재 무게와 부피를 줄일 수 있으며 에너지 밀도를 증가시킬 수 있다. 리튬 금속이 이론적으로 최종적인 음극재임에도 불구하고 상용화하지 못하는 이유 중 하나는 리튬 금속을 사용할 때 '리튬 덴드라이트'가 형성되기 때문이다. '리튬 덴트라이트'는 충방전시 금속 리튬이 성장하면서 미세한 선 모양의 덩어리가 형성되는 현상인데 덴드라이트 불균형 형성이 배터리의 수명과 성능을 저하시킨다. 아이엘사이언스 관계자는 "덴드라이트는 너무 크게 자라나면 양극과 음극을 분리하는 분리막을 뚫어 내부 단락이 일어나고, 전지를 가로질러 흐르는 전류가 급격히 증가해 화재 원인이 되기도 한다"며 "이번 기술은 불균형하게 형성되는 덴드라이트를 억제하는 신기술"이라고 말했다. 이어 "이번 신기술로 기존 배터리 구성 요소와 구조에서 벗어나지 않고 리튬 금속을 음극으로 사용하는 배터리 수명을 연장시키고 성능을 개선할 수 있다"며 "현재 음극재 생산량 84% 정도가 중국에서 생산되는데, 리튬 금속 음극 적용은 음극재 국내 생산 점유율 상승을 이끌어 낼 수 있다"고 덧붙였다. 한편, 시장조사업체 프레시덴스 리서치는 전 세계 리튬이온 배터리 시장 규모가 지난 2022년 700억달러에서 오는 2030년 3870억달러 규모로 성장할 것으로 전망했다. butter@fnnews.com 강경래 기자