아이엘이 15일 차세대 리튬메탈 배터리 상용화를 가로막아온 핵심 과제를 해결했다고 밝혔다. 회사는 덴드라이트(Dendrite) 발생을 억제하기 위한 3대 핵심 공정기술을 개발했으며, 랩 스케일 단계에서 검증을 마쳤다고 설명했다.

리튬메탈 배터리는 기존 리튬이온배터리에서 음극으로 사용되는 흑연을 리튬메탈로 대체해 에너지 밀도와 출력 향상, 경량화·소형화를 동시에 구현하는 기술로 평가된다. 다만 충·방전 과정에서 리튬이 나뭇가지 형태로 성장하는 덴드라이트 현상이 수명 단축과 내부 단락, 발화 위험을 유발해 상용화의 주요 난제로 지적돼 왔다.

아이엘이 확보한 기술은 ▲균일 전착 유도 표면처리 ▲3D 집전체 고속 리튬 함침 ▲인시츄(in-situ) 보호층 형성 등 세 가지다. 회사는 이들 공정을 결합해 리튬의 불균일 적층과 덴드라이트 성장을 억제했다고 밝혔다. 현재 랩 스케일 검증을 마친 상태로, 향후 양산 공정 전환이 다음 단계 과제로 남아 있다.

또한 아이엘이 개발한 구역별 선택적 표면처리 3D 집전체는 무(無)음극 전고체 배터리에 적용할 경우 균일 전착과 집전 기능, 전착 공간 제공을 하나의 구조로 구현할 수 있다고 설명했다. 별도 음극재 없이 배터리를 구성하는 방식으로 제조 공정 단순화와 원가 절감 가능성이 제시된다. 해당 기술은 국내 특허 출원을 완료했으며, PCT 국제출원도 진행 중이다.

시장 전망과 관련해 SNE리서치는 글로벌 리튬메탈 배터리 시장이 2024년 약 2억 달러에서 2035년 최대 470억 달러로 성장할 것으로 내다봤다. Fortune Business Insights는 휴머노이드 로봇 시장이 2023년 약 24억3,000만 달러에서 2032년 660억 달러 규모로 확대될 것으로 전망했다. 두 분야는 고에너지밀도·경량 배터리 수요가 높은 시장으로 분류된다.

아이엘 관계자는 이번 기술이 성능뿐 아니라 양산성 측면에서도 기반을 확보했다는 점에서 상용화 시점을 앞당길 수 있을 것으로 기대한다고 밝혔다. 이어 Roll-to-Roll 생산장비 특허 기술을 최적화하고 대량 생산 체계를 구축해 휴머노이드 로봇과 차세대 모빌리티 분야에서 경쟁력을 강화하겠다고 말했다.