사진=아이엘이 개발한 ‘LBWO 비정질 보호층’ 기술 개념도. 기존 리튬메탈 음극에서 발생할 수 있는 덴드라이트 형성과 보호층 적용에 따른 덴드라이트 억제 원리를 비교한 이미지. 아이엘 제공)
사진=아이엘이 개발한 ‘LBWO 비정질 보호층’ 기술 개념도. 기존 리튬메탈 음극에서 발생할 수 있는 덴드라이트 형성과 보호층 적용에 따른 덴드라이트 억제 원리를 비교한 이미지. 아이엘 제공)

피지컬 AI 운영 데이터 플랫폼 기업 아이엘이 리튬메탈배터리의 충·방전 성능과 수명 개선을 위한 음극 보호층 기술 개발에 나섰다.

아이엘은 자체 개발한 ‘LBWO 비정질 보호층’을 리튬메탈 음극에 적용한 결과, 100사이클 이상 충·방전 과정에서도 효율 저하가 크지 않은 것으로 나타났다고 밝혔다.

리튬메탈배터리는 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있어 차세대 배터리 기술로 주목받고 있다. 다만 충·방전이 반복되는 과정에서 리튬이 불균일하게 성장하는 덴드라이트 현상이 발생할 수 있으며, 이는 배터리 수명 단축이나 내부 단락의 원인이 될 수 있다.

아이엘이 개발한 LBWO 보호층은 리튬(Li), 붕소(B), 텅스텐(W), 산소(O)로 구성된 화합물을 활용해 음극 집전체 표면에 비정질 박막을 형성하는 기술이다. 이를 통해 리튬이 불균일하게 성장하는 현상을 억제하고 전극 계면의 안정성을 높이도록 설계됐다.

회사 측이 진행한 자체 평가에서는 보호층을 적용하지 않은 음극의 쿨롱 효율이 약 10사이클 이후 급격히 낮아진 반면, LBWO 보호층을 적용한 음극은 100사이클 이상 충·방전 이후에도 상대적으로 효율 저하가 크지 않은 것으로 나타났다.

다만 해당 결과는 자체 평가에 따른 것으로, 실제 배터리 적용 환경에서의 장기 수명과 안전성에 대해서는 추가 검증이 필요하다.

아이엘은 해당 기술에 대한 국내 특허 등록과 PCT 국제출원에 이어 최근 미국 특허 출원도 완료했다. 이를 바탕으로 해외 지식재산권 확보를 추진하고, 전고체배터리와 리튬황배터리 등 차세대 이차전지 분야로의 적용 가능성도 검토할 계획이다.

아울러 북미 배터리 제조사와 완성차 기업 등을 대상으로 공동개발과 기술협력, 라이선싱 가능성을 모색할 예정이다.

아이엘 관계자는 “리튬메탈배터리의 수명과 충·방전 안정성을 높이기 위한 기술 개발을 이어가고 있다”며 “자체 평가 결과를 바탕으로 후속 검증을 진행하고, 해외 기업들과의 기술협력 기회도 모색하겠다”고 말했다.


kim3956@heraldcorp.com