아이엘사이언스가 우주용 전고체배터리를 위한 3차원(3D) 집전체를 활용한 대용량화 기술에 대한 특허를 출원했다고 밝혔다. 이번 특허(10-2024-0134931)의 주요 내용은 선택적 표면처리를 기반으로 한 3D 집전체 및 3D 리튬음극, 전고체배터리 제조 방법이다.
우주 환경에서의 배터리는 극한의 온도 범위, 고진공 안정성, 방사선 노출에 대한 저항성 등 고도로 차별화된 성능이 필수적이다. 최근 테스트 결과에 따르면, 아이엘사이언스가 개발한 우주용 전고체배터리는 -20도에서 120도 사이의 온도에서 안정적으로 작동하였고, 0.66파스칼 이하의 진공 환경에서도 뛰어난 안정성을 유지했다.
이번에 출원한 특허 기술은 리튬음극과 무음극 전고체배터리 구현을 가능하게 하여 다양한 전고체배터리 관련 기술 개발에 기여할 것으로 기대된다. 선택적 표면처리 기술은 3D 집전체의 기공 내 불균일한 리튬 증착을 방지하고, 덴드라이트 형성을 차단함으로써 전극의 구조적 변형을 예방할 수 있는 장점을 지닌다.
덴드라이트는 리튬 이온이 음극과 양극을 오갈 때 발생하는 나뭇가지 형태의 결정체로, 전지의 수명과 효율을 저하시키며 전기적 단락을 일으켜 폭발 위험을 초래할 수 있다. 송성근 아이엘사이언스 대표는 “소형 우주용 전고체배터리 개발에 이어 3D 집전체를 통한 대용량화가 가능할 것”이라며, 이 기술이 우주 탐사 및 화성 개척 등 다양한 우주 산업에 활용되어 원활한 에너지 공급을 이루는 대용량 배터리 기술로 발전할 것이라고 강조했다.
아이엘사이언스의 배터리 연구개발 센터는 가천대학교 윤영수 교수팀과 협력하여 3D 집전체 기술을 실현하기 위해 힘쓰고 있으며, 한·이스라엘 국제공동 연구개발 프로그램 ‘라이트하우스(Lighthouse)’의 스마트모빌리티 전기차 분야에서도 3D 리튬음극 시트 양산화의 핵심 기술로 활용될 예정이다.
이번 기술 개발이 우주 에너지 분야의 중대한 혁신을 이끌 것으로 기대되며, 아이엘사이언스는 인류의 미래에 기여할 수 있는 독보적인 우주용 전고체배터리 대용량화 기술을 지속적으로 발전시킬 계획이다.
