현대차, 전고체 배터리 개발 속도… 무더기 특허 출원

전기차 플랫폼에 배터리가 얹어있는 모습. /현대차 제공

현대차가 전고체 배터리 관련 특허 확보에 속도를 내고 있다. 에너지밀도가 높아 주행거리를 비약적으로 늘릴 수 있는 전고체 배터리는 전기차 시대 미래 이차전지로 불린다. 현대차는 전고체 배터리 기술 내재화를 통해 2030년 이전에 상용화한다는 계획이다.

15일 미국 특허청(USIPO)에 따르면 현대차는 최근 폴더블(접이식) 전고체 배터리 관련 특허를 출원했다. 이 배터리는 전자가 이동하는 양극부와 음극부가 지그재그 형태로 접혀 결합해 있는 것이 특징이다. 배터리를 쌓아 올리는(적층) 기존 구조에서 한발 나아가 위아래 배터리 셀 양극재를 ‘⸦’·'⸧' 모양으로 접어 단위 면적당 효율을 높인다. 구조가 단순해 대량 생산에도 적합하다.

현대차가 특허 출원한 접이식(폴더블) 전고체 배터리. /미국 특허청 제공

현대차는 60℃ 이상 고온에서만 충전이 가능한 전고체 배터리를 상온(25℃)에서도 작동시키는 기술을 고안했다. 음극재 없이 에너지밀도를 높일 수 있는 전고체 배터리 특허도 최근 출원했다.

전고체 배터리는 액체 상태의 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리와 달리 고체 상태의 전해질을 쓴다. 덕분에 리튬이온 배터리 대비 에너지 밀도가 높아 더 긴 주행거리를 확보할 수 있다. 고체 전해질은 양극과 음극의 접촉을 막는 분리막 역할을 동시에 해 구조가 간단하다. 구조가 안정적이라 화재 위험성도 적다.

리튬이온 배터리와 전고체 배터리의 기술적 차이. /현대차 제공

현재 전고체 배터리 관련 특허를 가장 많이 갖고 있는 기업은 도요타자동차다. 지식재산전문기업 윕스에 따르면 도요타는 작년 7월 기준 1601건의 관련 특허를 갖고 있다. 도요타는 2025년 전고체 배터리를 장착한 하이브리드차를 출시한다는 계획이다. 전기차용 전고체 배터리는 2027년 본격 양산을 목표로 한다.

윕스에 따르면 현대차의 전고체 배터리 특허 보유 규모는 작년 7월 기준 세계 6위권이다. 현대차는 2030년부터 주요 전기차에 전고체 배터리를 적용하는 방안을 추진 중이다.

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