아이엘, 전고체배터리 계면 제어 핵심기술 확보

아이엘 전고체배터리 계면 제어 기술 이미지. 아이엘 제공

[파이낸셜뉴스] 첨단소재 전문기업 아이엘이 박막공정 기반 소형 전고체배터리 상용화에 있어 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' 특허 기술을 이전 받아 연구·개발을 이어왔으며, 최근 데모 설비를 통한 검증을 마쳤다. 해당 기술 적용 시 소형 전고체배터리 용량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 수율 증가도 가능해 상용화에 돌파구가 될 수 있다고 아이엘 측은 설명했다.

기존 박막공정 기반 마이크로 전고체배터리는 우수한 안정성 및 성능 구현이 가능해 △휴대형 기기 △플렉서블 기기 △RFID △Energy harvesting △의료용 디바이스 △군용 디바이스 등 다양한 분야에서의 적용이 기대됐다. 그러나 용량 구현에 한계가 있어 시장 확보에 제한이 있었다.

아이엘 핵심 기술은 그동안 고용량 구현에 가장 큰 장애물이었던 전극·전해질 계면 문제를 크게 개선했다.

특히 아이엘은 특허 기술을 활용해 용량 증가와 함께 공정 개선을 동시에 실현할 수 있는 가능성을 확인했다. 기존 박막공정에서는 전극 두께가 두꺼워질수록 막의 응력이나 이물 성장으로 인해 불량이 발생해 용량 증가에 제약이 있었다.

반면 일반적인 습식·건식 제조공정으로는 두께 구현은 가능하지만, 계면이 거칠어 박막 고체전해질의 균일한 코팅이 불가능했다. 아이엘은 이러한 문제를 해결하기 위해 펨토 레이저 기반 전극 수리장치를 고안했고, 최근 검증을 마치면서 박·후막 하이브리드 형태 소형 전고체배터리 구현을 가능하게 했다.

아이엘 관계자는 "전극·전해질 계면제어 핵심 기술은 기존 박막형 전고체배터리 한계를 넘어 실제 다양한 분야에 적용할 수 있는 고용량 제품을 구현할 것으로 예상된다"며 "이번 성과를 기반으로 양산형 설비 개발, 제조 비용 감소를 위한 연구에 매진할 것"이라고 말했다.

한편 아이엘은 이번 성과를 기반으로 박막공정 기반 소형 전고체배터리부터 리튬메탈 음극 기반 고용량 전고체배터리까지 아우르는 포트폴리오를 구축했다. 이를 통해 웨어러블·소형 디바이스를 비롯해 휴머노이드 로봇, 전기차 등 차세대 모빌리티 분야까지 확장 가능한 기술 경쟁력을 확보했다.

향후 글로벌 전고체배터리 시장에서 리더십을 강화해 나갈 계획이다.

[e-mail] 강경래 기자