아이엘, 리튬메탈 음극 연속 양산 원천기술 핵심 특허 출원

전류 밀도 편차 93% 개선…리튬 덴드라이트 형성 억제
연속 롤투롤(Roll-to-Roll) 기반 양산 기술 확보
소재·공정·장비 원천기술 동시 확보

[이데일리 김지완 기자] 아이엘(307180)은 차세대 리튬메탈 배터리의 연속 양산을 위한 핵심 원천기술 특허를 출원했다고 16일 밝혔다.

이번 특허(명칭: 이온 전도성 및 물리·화학적 안정성이 향상된 이중 기능성 보호층을 포함하는 리튬메탈 음극 및 이의 연속 제조 방법)는 리튬메탈 배터리 상용화의 최대 과제로 꼽히는 리튬 덴드라이트(Dendrite) 형성을 억제하고, 대량 생산이 가능한 연속 제조 기술을 포함한 원천기술이다.

리튬메탈 음극 연속 양산 핵심 기술. (제공=아이엘)

리튬메탈은 기존 흑연 음극 대비 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있어 휴머노이드 로봇과 차세대 모빌리티용 배터리의 핵심 소재로 주목받고 있다.

아이엘은 이온 전도성과 물리적 안정성을 동시에 확보한 이중 보호층(DPL) 구조를 개발했으며, 이를 통해 리튬 이온 이동을 균일하게 유도하고 덴드라이트 형성을 억제할 수 있도록 설계했다.

시뮬레이션 결과 DPL 구조 적용 시 전류 밀도 편차가 기존 리튬메탈 음극(Bare-Li) 대비 약 93% 개선된 것으로 나타났다. 전류 밀도 편차는 ±45%에서 ±3% 미만으로 감소했으며, 전류 집중(Hot Spot) 현상이 크게 줄어들어 배터리 수명과 안전성 향상이 기대된다고 회사 측은 설명했다.

특히 이번 특허는 소재 기술뿐 아니라 진공 중단 없는 연속 롤투롤(Roll-to-Roll) 생산 공정과 제조 장비 기술까지 포함하고 있다는 점에서 의미가 크다. 아이엘은 이를 통해 향후 대량 생산이 가능한 양산 기반 기술을 확보했다고 밝혔다.

아이엘은 현재 전고체배터리, 리튬메탈 음극, 3D 집전체 기술을 기반으로 휴머노이드 로봇과 피지컬AI 시스템에 적용 가능한 차세대 배터리 플랫폼 구축을 추진하고 있다.

회사 관계자는 “이번 특허는 리튬메탈 음극의 성능 향상과 양산 기술을 동시에 확보한 기술”이라며, “휴머노이드 로봇과 피지컬AI 시대에 필요한 고에너지밀도 배터리 상용화를 앞당기는 기반이 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

김지완 (2pac@edaily.co.kr)