[서울=뉴스핌] 이영기 기자 = 아이엘사이언스(대표 송성근)가 차세대 전고체 배터리 상용화를 앞당길 '리튬 음극 시트(sheet) 형성 기술'을 개발해 특허출원을 완료했다고 5일 밝혔다. 

전 세계적으로 많은 기업들이 리튬 금속 음극 기반 전고체 배터리의 개발에 박차를 가하고 있으며, 향후 10년 내 상용화를 목표로 하고 있다. 

가천대 차세대 배터리 R&D센터 관계자는 "대량생산을 하기 위해서는 배터리의 음극전류 집전체로 사용되는 구리 포일 위에 리튬막을 증착할 수 있는 기술이 필요하다"며 "관련된 기존 기술은 크게 두 가지 형태로 나눌 수 있다. 먼저 구리 포일과 리튬 포일을 함께 압연(라미네이션)하는 방법이다. 이 방식은 롤투롤 공정 기반으로 대량생산에 적합하지만 마이크로미터 수준의 얇은 리튬막 형성에는 어려움이 있다"고 설명했다. 

이 관계자는 "또 다른 방식으로는 리튬 소스를 증발시켜서 구리 포일 위에 증착하는 열 증발 증착법(evaporation method)이 있으며 이는 다양한 나노미터 두께의 리튬막 형성에는 유리하지만, 압연 방법에 비해 공정이 복잡하고 초기 설비 투자 및 유지보수 비용이 크다는 단점이 있다"고 말했다. 

이 관계자에 따르면 이 같은 한계점을 극복하기 위해 금번 특허 출원된 신기술은 다음의 단계를 통해 이차전지용 리튬 음극 시트를 형성한다. ▲1단계: 라미네이션 방법을 이용하여 기판/음극 물질/기판으로 구성되는 제1시트 제조 ▲2단계: 제1시트를 가열하여 분리함으로써 두 개의 기판/코팅층으로 구성되는 제2시트 생성 ▲3단계: 분리된 제2시트의 기판/코팅층에서 노출된 코팅층의 표면에 보호층을 형성 ▲4단계: 보호층이 형성된 제2시트의 표면을 평탄화 하거나 두께를 조절해 완성했다.

앞서 아이엘사이언스는 가천대학교(총장 이길여)와 '금속 리튬(Li) 기반 음극 혁신소재 및 전고체전지 시스템' 개발을 위한 산학협력 협약을 체결한 바 있다. 이차전지 분야 석학인 윤영수 교수가 이끌고 있는 전지 및 에너지 변환 연구소(EML)의 연구 성과물들은 아이엘사이언스로 이관돼 차세대 전고체 배터리의 실효적 구현을 위한 공정 개발에 핵심적 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 

아이엘사이언스는 "산학협력의 일환으로 고재환 박사를 영입해 아이엘사이언스가 설립한 '가천대 차세대 배터리 R&D센터' 센터장을 맡겼으며 고박사는 가천대에서 신소재 공학 박사 취득 후 주성엔지니어링, GS나노텍, 참엔지니어링을 거쳐 가천대 EML에서 박사 후 연구원으로 활동하며 국내외 유명학술지에 다수의 논문을 게재한 이차전지 분야 권위자"라고 말했다.   

아이엘사이언스 로고. [사진=아이엘사이언스]

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