덴드라이트 억제 공정기술 확보
차세대 고안정성 배터리 상용화 가속
국내 출원 마쳐, PCT 국제출원 추진
휴머노이드 로봇·차세대 배터리 동시 겨냥

아이엘 기술을 활용해 개발한 집전체 이미지. 아이엘 제공

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[파이낸셜뉴스] 첨단소재기업 아이엘이 차세대 리튬메탈 배터리 상용화를 앞당길 고안정성 음극 핵심기술을 확보했다. 이번 성과는 휴머노이드 로봇과 초고에너지밀도 배터리 시장을 동시에 겨냥한 아이엘 성장 전략에서 중요한 전환점으로 평가된다.

15일 아이엘에 따르면 리튬메탈 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 흑연 음극을 리튬메탈로 대체해 에너지 밀도와 출력 향상, 경량화·소형화를 동시에 구현할 수 있는 차세대 배터리다. 그동안 리튬메탈은 충·방전 과정에서 나뭇가지처럼 성장하는 '덴드라이트(Dendrite)' 현상이 배터리 수명 단축과 내부 단락, 발화 위험을 유발하며 상용화에 있어 걸림돌로 지적됐다.

아이엘 연구진은 수년간 덴드라이트 억제 기술을 집중적으로 개발해왔다. 이와 관련 △균일 전착 유도 표면처리 △3차원(3D) 집전체 고속 리튬 함침 △인시츄(in-situ) 보호층 형성 등 3대 핵심 공정기술을 확보해 문제를 해결했다. 랩 스케일 검증까지 마친 이번 기술은 불균일 전착과 덴드라이트 성장을 효과적으로 억제해 고수명·고안정성 리튬메탈 배터리 구현의 핵심 난제를 풀었다는 점에서 의미가 있다.

또한 아이엘이 개발한 구역별 선택적 표면처리 3D 집전체를 무(無)음극 전고체 배터리에 적용할 경우 균일 전착, 집전 기능, 전착 공간 제공을 동시에 구현할 수 있다. 이를 통해 제조 공정을 단순화하고 원가 절감 효과까지 기대된다. 아이엘은 해당 기술의 국내 특허 출원을 마쳤으며, 'PCT' 국제 출원을 통해 해외 시장 공략에도 속도를 내고 있다.

시장조사기관 SNE리서치에 따르면 글로벌 리튬메탈 배터리 시장은 지난해 2억달러에서 오는 2035년 470억달러 규모로 연평균 64% 성장할 전망이다. 포춘비즈니스인사이트는 휴머노이드 로봇 시장이 지난 2023년 24억3000만달러에서 오는 2032년 660억달러까지 성장할 것으로 예측했다.

두 시장 모두 고에너지밀도와 경량 배터리에 대한 수요가 폭발적으로 늘어날 것으로 기대되는 만큼, 아이엘 리튬메탈 음극 기술은 상용화 시점부터 빠른 시장 확산이 가능할 것으로 전망된다.

아이엘 관계자는 "이번 기술은 성능뿐 아니라 양산성까지 확보했다는 점에서 상용화 시기를 크게 앞당길 수 있을 것"이라며 "롤투롤 생산장비 특허 기술을 최적화와 대량 생산 체계 구축에 집중해 휴머노이드 로봇과 차세대 모빌리티 시장에서 글로벌 선도 기업으로 도약할 것"이라고 말했다.

butter@fnnews.com 강경래 기자

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