아이엘사이언스, 전고체배터리 양산 기술 특허 출원

by함지현 기자
2023.11.15 09:38:57

[이데일리 함지현 기자] 아이엘사이언스(307180)는 전고체 배터리 상용화를 위한 ‘양산시스템 구축 기반기술’을 확보했다고 15일 밝혔다.

아이엘사이언스에 따르면 이번에 특허를 출원한 ‘소형 인라인 증착 설비를 이용한 롤투롤(Roll-to-Roll) 리튬 증착 시스템’이 리튬 금속 음극 기반 전고체 배터리의 증착 솔루션이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

배터리의 음극전류집전체로 사용되는 구리 포일 위에 리튬막을 형성하는 기술은 크게 두 가지로 나눌 수 있다.

먼저 구리 포일과 리튬 포일을 함께 압연하는 방법이다. 이 방식은 롤투롤 공정 기반으로 대량생산에 적합하지만 마이크로미터 수준의 얇은 리튬막 형성에는 어려움이 있다.

또 다른 방식으로는 PVD(물리적 증기증착, Physical Vapor Deposition)를 이용한 방법으로 가장 대표적인 것이 열 증발 증착법이다. PVD 열 증발 증착법은 다양한 나노미터 두께의 리튬막 형성에는 유리하지만, 압연 방법에 비해 공정이 복잡하고 초기 설비 투자 및 유지보수 비용이 크다는 단점이 있다.



또한, 압연 방법에 비해 공정 속도가 느리고 기판 외 부분에 증착되는 리튬으로 인해 원자재가 낭비되고 공정 챔버 전체에 대한 잦은 유지보수가 필요한 단점이 있다.

앞서 아이엘사이언스는 가천대와 ‘금속 리튬(Li) 기반 음극 혁신소재 및 전고체전지 시스템’ 개발을 위한 산학협력 협약을 체결했다. 이차전지 분야 권위자인 윤영수 교수가 이끌고 있는 전지 및 에너지 변환 연구소(EML)의 연구 결과물들은 하이브리드 연료전지, 원자력 안정성 극대화 소재 및 차세대 고체전지의 실효적 구현을 위한 공정 개발에 핵심적 역할을 할 것으로 기대하고 있다.

또한 산학협력의 일환으로 고재환 박사를 영입해 아이엘사이언스가 설립한 ‘가천대 차세대 배터리R&D센터’ 센터장을 맡겼다. 고박사는 가천대에서 신소재 공학 박사 취득 후 주성엔지니어링, GS나노텍, 참엔지니어링을 거쳐 가천대 EML에서 박사 후 연구원으로 활동하며 국내외 유명학술지에 다수의 논문을 게재한 이차전지 분야 석학이다.

‘SNE리서치’에 따르면 전고체 배터리를 탑재한 자동차의 비율은 2024년 2%에서 2030년 10%로 증가할 것으로 전망되고 있다. 또한 일본 시장조사업체 ‘후지경제’는 2035년 전고체 배터리 시장규모가 32조 6000억원에 이를 것으로 예측했다. ESS(에너지 저장 시스템, Energy Storage System) 시장까지 확장되면 규모는 더 커질 것으로 예상된다.

아이엘사이언스 관계자는 “이번 산학협력을 통해 또 한 번 혁신적 기술을 선보일 수 있도록 연구개발에 매진하고 있다”며 “독보적인 실리콘렌즈 기술로 자동차 램프 시장에서의 글로벌 시장 점유율 확대뿐만 아니라 중장기적으로 이차전지 밸류체인에서 중요한 역할을 할 수 있도록 기반기술을 축적해 나가겠다”고 말했다.