아이엘사이언스, 전고체 배터리용 3D 리튬음극시트 개발 성공

“균일한 리튬 증착 유도 및 덴드라이트 억제 가능”

아이엘사이언스와 애디오닉스가 공동 개발한 3D 음극시트. 사진제공=아이엘사이언스

[서울경제]

아이엘사이언스(307180)가 이스라엘 ‘애디오닉스(Addionics)’와 공동으로 3D 리튬음극시트 개발에 성공했다고 밝혔다.

이번에 개발에 성공한 리튬음극시트는 아이엘사이언스와 애디오닉스가 지난 3월 공동개발 MOU를 체결한 후 나온 첫 결과물이다. 리튬금속음극은 현존하는 음극 소재 중 가장 높은 에너지 밀도를 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 이를 소재로 활용할 경우 고에너지밀도의 고성능 음극 구현이 가능하다.

하지만 리튬덴드라이트에 기인하는 불안정성으로 인해 실용화되지 못하고 있다. 최근 전고체 전지에 대한 관심이 높아지면서 이에 적합한 고안정성의 리튬금속음극에 대한 필요성이 커지고 있다. 애디오닉스 관계자는 “아이엘사이언스와 이번에 개발한 3D 리튬음극시트는 △3D 전류집전체 최적화 기술 △리튬친화성 표면처리 기술 △리튬 함침 공정기술 △덴드라이트 억제를 위한 보호층 기술 등이 집약됐다”면서 “일반적인 리튬포일시트에 비해 우수한 안정성을 보였다”고 설명했다. 이어 “3D 리튬음극시트를 적용할 경우 충방전 진행 시 균일한 리튬 증착 유도 및 덴드라이트 억제가 가능하다”면서 “이로 인해 전지의 에너지밀도 증가, 사이클 성능 향상, 리튬 및 집전체의 원자재 최소화가 가능할 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

이번에 개발한 기술은 이스라엘 애디오닉스사와 ‘2024년 한-이스라엘 공동기술 개발사업’ 수행을 통해 양산화 개발까지 이뤄 질 예정이다. 양사 이외에도 한국의 가천대학교 신소재공학 윤영수 교수팀과 이스라엘의 주요 대학이 프로젝트에 참여한다.

아이엘사이언스는 가천대학교로부터 2차전지 관련 핵심기술 특허인 △전고체 박막 전지 제조방법(특허번호 10-2018-0121210) △음극 제조방법 및 이를 이용해 제조된 음극(특허번호 10-2019-0126268)을 비롯한 8종의 특허를 양도 받았다. 양도 받은 특허 기술을 바탕으로 금속 리튬(Li) 기반 음극 혁신소재 및 전고체 전지 시스템 핵심기술을 공동으로 연구 개발하고 있다.

아이엘사이언스 관계자는 “아이엘사이언스는 가천대학교와 산학협력으로 2023년에 ‘배터리 R&D센터’를 설립했다. 센터에서는 ‘고안정성 리튬금속 3D 음극시트’의 개발 및 상용화에 역량을 집중하고 있다”며 “산학연이 주축이 된 다자간 협력을 통해 빠르게 양산 및 상용화에 나설 계획”이라고 밝혔다.

김기혁 기자 coldmetal@sedaily.com