아이엘사이언스, '꿈의 배터리' 전고체 핵심 특허 확보 "53조 시장 공략"

(왼쪽부터) 송성근 아이엘사이언스 대표와 윤원중 가천대 부총장이 산학협력 협약 체결 이후 기념촬영을 하고 있다. /사진제공=아이엘사이언스

전장 사업을 강화하고 있는 아이엘사이언스가 산학협력 방식으로 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 시장에 진출한다. 핵심 특허를 확보해 전기차(EV) 충전속도와 주행거리를 높이는 음극혁신소재와 전고체 배터리 개발한다는 계획이다.

7일 아이엘사이언스는 가천대학교와 차세대 이차전지 소재 및 시스템 개발을 위한 산학협력 협약을 체결했다. 협약식에는 송성근 아이엘사이언스 대표, 윤원중 가천대 부총장, 이준섭, 하재희, 김민석 신소재공학과 교수와 배준호 바이오나노대학 물리학과 교수 등이 참석했다.
이번 협약을 통해 가천대는 이차전지 관련해 보유한 핵심기술 특허인 △전고체 박막 전지 제조방법(특허번호 10-2018-0121210) △음극 제조방법 및 이를 이용해 제조된 음극(특허번호 10-2019-0126268)를 비롯한 8종의 특허를 아이엘사이언스로 양도할 예정이다.

이를 바탕으로 금속 리튬(Li) 기반 음극 혁신소재 및 전고체전지 시스템 핵심기술을 공동 연구개발하고 향후 상용화 및 양산까지 지속 협력할 계획이다.

금속 리튬(Li) 기반 음극 혁신소재는 기존의 흑연 소재 대비 에너지밀도가 10배 이상 높아 전기차 충전속도와 주행거리를 획기적으로 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 롤투롤(R2R) 등의 공적을 적용할 수 있어 기술 개발 완성시 양산 가능성이 매우 높다고 회사 측은 설명했다.

회사 관계자는 "Li 기반 음극 소재는 기존 흑연 음극 대비 부피 및 무게 저감이 가능해 전기차 시장에 성장성이 높다"며 "금속 음극은 기존 전지 뿐만 아니라 전고체 배터리에 직접 활용 가능해, 향후 기술 개발 뒤 미래 전고체 배터리 시장을 선도할 것으로 기대된다"고 강조했다.

아이엘사이언스가 노리는 전고체 배터리는 액체 전해질을 고체로 대체한 차세대 배터리다. 외부 충격 등에 의한 화재 위험이 없고, 현재 리튬 이온 배터리보다 더 많은 에너지를 저장해 장거리 운행이 가능한 장점이 있다. 또 플렉시블(flexible) 배터리로 활용할 수 있어 전기차는 물론 로보틱스, 도심형항공모빌리티(UAM), 웨어러블 디바이스 등 다양한 미래산업 분야로의 확장성으로 주목받고 있다.

아이엘사이언스는 세라믹 고체 전해질을 개발할 계획이다. 이 기술은 기존의 세라믹 전해질의 이종의 원소를 도핑해 극판 제작 시 활물질의 젖음성을 극대화 시킨다. 이 관계자는 "100% 불연성 성분으로 구성된 전고체 전지의 핵심 소재 기술"이라며 "단순 전지 소재 기업과 비교해 부가가치 경쟁력을 극대화될 것"이라고 말했다.

가천대는 Li 금속 활용 세라믹 기반 표면제어 기술과 세라믹 고체전해질 기술을 소규모 구현에 성공했다. 따라서 이번 기술 이전으로 향후 3년 이내에 금속 Li가 적용된 이차전지 구현이 가능할 것으로 기대하고 있다.

이 관계자는 "가천대의 이차전지 관련 축적한 탁월한 연구성과가 아이엘사이언스의 상용화 노하우와 결합해 큰 시너지를 낼 것으로 기대한다"며 "세계 최초 LED(발광다이오드)실리콘렌즈를 개발한 경험을 바탕으로, 이번 산학협력을 고속 성장하는 이차전지 밸류체인 내 소재 및 시스템 분야 강소기업으로 자리매김하는 계기로 삼겠다"고 전했다.

한편 SNE리서치에 따르면 지난해 글로벌 전고체 배터리 시장 규모는 약 2750만 달러를 기록했으며, 연평균 180%의 성장률을 보이며 2030년 400억 달러(약53조원) 규모 커질 전망이다.

김건우 기자 jai@mt.co.kr