‘2027년 상용화 속도’…삼성SDI, 약 3년 만 전고체 핵심 특허 확보

삼성SDI 기흥본사 전경. 삼성SDI 제공.

삼성SDI가 약 3년에 걸친 심사 끝에 전고체 전지 특허 등록에 성공했다. 해당 특허는 '덴드라이트 억제'라는 전고체 전지의 최대 난제를 다룬 원천기술로, 업계에서는 2027년 상용화 생산 목표에 한발 다가섰다는 평가가 나온다.

22일 특허청 특허정보 검색서비스 키프리스에 따르면 삼성SDI는 최근 '전고체 전지용 음극 및 이를 포함하는 전고체 전지' 특허를 최종 등록했다. 존속기간은 2042년 10월 24일까지다. 20년 동안 독점권을 가질 수 있다.

이번 특허는 삼성전자 종합기술원이 2020년 개발한 '은-탄소'(Ag-C) 나노복합층 음극 연구를 기반으로 Ag-C 외 다른 여러 금속 나노입자와 탄소·클레이 소재까지 포함하는 음극 촉매층으로 확대한 게 핵심이다.

이 특허는 삼성SDI가 2022년 10월 특허 출원서를 제출한 이후 심사만 약 2년이 걸렸다. 대형·핵심 특허일수록 심사가 길어지는데, 이번 건 역시 2024년 11월이 돼서야 특허청이 거절 이유 통지에 해당하는 의견제출 통지를 발송했다.

삼성SDI는 이후 보정서와 의견서, 소명서 등을 제출하며 대응했다. 결국 출원부터 최종 등록까지 3년에 가까운 긴 시간이 걸렸다.

이 특허는 전고체 전지의 최대 난제인 덴드라이트 억제와 안전성 확보를 해결하는 핵심 기술이다. 덴드라이트는 배터리 충전 과정에서 리튬이 음극 표면에 쌓이며 형성되는 나뭇가지 모양의 결정체로, 배터리 분리막을 훼손해 수명과 안전성을 떨어뜨린다.

삼성SDI는 이 문제를 해결하기 위해 이번 특허에 단순 소재 적용을 넘어 Ag-C 기반 복합소재와 셀 구조까지 포괄하는 실용적 기술을 특허권 범위에 포함했다. 삼성SDI는 이를 통해 2027년 하반기 목표한 전고체 전지의 상용화에 속도를 낼 전망이다.

전고체 전지는 '꿈의 배터리'로 불리며, 글로벌 배터리 기업들이 앞다퉈 상용화 경쟁에 나서고 있다. LG에너지솔루션은 현재 충북 청주시 오창 공장에 전고체 배터리 파일럿 라인을 건설하고 있으며, SK온도 이달 대전 미래기술원에 전고체 배터리 파일럿 플랜트를 완공하고 상용화 시점도 1년 앞당긴 2029년부터 양산할 계획이다.

일본에서는 도요타자동차가 2027년~2028년 중 연간 최대 6만대 규모의 전고체전지 양산을 목표로 준비하고 있다. 중국 CATL도 2027년 소량 생산을 시작하고 2030년 대량 양산을 목표로 기술 개발에 매진하고 있다.

배터리업계 관계자는 "삼성SDI가 전고체배터리를 비롯한 기술 투자를 많이 하고 있다"며 "특허 등록은 단순히 한 건의 성과가 아니라 장기적으로 배터리 시장에서 리더십을 이어가기 위한 전략적 자산"이라고 말했다.

박한나 기자 park27@dt.co.kr