신소재 혁신기업 아이엘이 기존 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도는 훨씬 높지만, 화재 위험과 짧은 수명이라는 '덴드라이트' 문제 때문에 상용화되지 못했던 차세대 리튬메탈 배터리 시대의 문을 열 열쇠를 발견했다.

아이엘은 차세대 리튬메탈 배터리의 최대 난제인 '덴드라이트' 현상을 억제하는 고안정성 음극 핵심기술을 확보했다고 15일 밝혔다.

리튬메탈 배터리는 기존 리튬이온배터리의 흑연 음극을 리튬메탈로 대체해 에너지 밀도와 출력 향상, 경량화·소형화를 동시에 구현할 수 있는 차세대 배터리다. 그러나 충·방전 시 리튬이 나뭇가지처럼 뾰족하게 자라나는 덴드라이트 현상 때문에 수명 단축과 화재 위험이 컸다.

아이엘은 이를 해결하기 위해 ▲균일 전착 유도 표면처리 ▲3D 집전체 고속 리튬 함침 ▲자체 보호층 형성 등 3대 핵심 공정기술 개발에 성공했다. 랩 스케일 검증까지 완료된 이번 기술은 불균일 전착과 덴드라이트 성장을 효과적으로 억제해 리튬메탈 배터리 구현의 핵심 난제를 풀었다는 점에서 의미가 크다.

이 기술은 고에너지밀도와 경량화가 필수적인 차세대 시장에 적용될 전망이다. 아이엘은 폭발적으로 성장하는 휴머노이드 로봇과 전기차용 초고에너지밀도 배터리 시장을 동시에 겨냥하고 있다.

시장조사기관 SNE리서치에 따르면, 세계 리튬메탈 배터리 시장은 2024년 약 2억달러(약 2800억원)에서 2035년 최대 470억달러(약 65조5000억원) 규모로 성장할 것으로 예측된다. 글로벌 시장조사업체 포춘비즈니스인사이트(Fortune Business Insights)에 따르면 휴머노이드 로봇 시장 또한 2023년 약 24억3000만달러(약 3조4550억원)에서 2032년 660억달러(약 92조원) 규모까지 성장할 것으로 전망된다.

아이엘 관계자는 "이번 기술은 성능뿐 아니라 양산성까지 확보했다는 점에서 상용화 시기를 크게 앞당길 수 있을 것"이라며 "롤투롤(Roll-to-Roll) 생산장비 특허 기술 최적화와 대량 생산 체계 구축에 집중해 휴머노이드 로봇과 차세대 모빌리티 시장에서 글로벌 선도 기업으로 도약하겠다"고 말했다.