사진=아이엘
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피지컬 인공지능(AI) 기업 아이엘이 차세대 배터리의 핵심 소재인 리튬메탈 음극을 연속 생산할 수 있는 장비를 개발했다고 6일 밝혔다. 자체 확보한 소재 기술에 반도체 공정장비 기술을 결합해 배터리 제조 분야로 사업 영역을 확대한다는 구상이다.

이날 아이엘은 자체 특허 기술을 기반으로 리튬메탈 음극 제조용 롤투롤(Roll-to-Roll) 장비 개발을 완료했다고 발표했다. 롤투롤은 두루마리 형태의 소재를 연속적으로 이동시키면서 가공하는 제조 방식이다. 소재를 하나씩 처리하는 대신 긴 띠 형태로 연속 생산할 수 있어 생산성을 높이고 제조원가를 낮추는 데 유리하다.

리튬메탈은 기존 리튬이온배터리에 주로 쓰이는 흑연보다 이론적으로 더 많은 에너지를 저장할 수 있는 차세대 음극 소재다. 다만 충전과 방전 과정에서 리튬이 나뭇가지처럼 자라는 ‘덴드라이트’ 현상이 발생해 배터리 수명과 안전성을 떨어뜨리는 문제가 있다.

아이엘은 이를 해결하기 위해 리튬메탈 표면에 이중 보호층을 형성하는 기술을 개발하고 관련 특허를 출원했다. 이번에 개발한 롤투롤 장비는 해당 보호층을 연속적으로 제조하는 공정을 구현한 것이 특징이다. 소재 기술을 실제 생산공정에 적용할 수 있는 장비 기술로 확장했다는 설명이다.

아이엘은 인수한 반도체 공정장비 전문기업 리드엔지니어링과 협력해 장비 성능을 고도화할 계획이다. 향후 공정 안정성 검증과 시제품 생산 등을 거쳐 실제 배터리 제조공정에 적용할 수 있는 수준으로 기술 완성도를 높인다는 방침이다.

리튬메탈 음극 보호층 기술의 미국 특허 출원도 마쳤다. 회사는 전고체배터리와 3차원(3D) 집전체 관련 지식재산권을 확대하는 한편, 휴머노이드 로봇과 미래 모빌리티 등에 차세대 배터리 기술을 적용하는 방안도 검토하고 있다.

고재환 아이엘 배터리R&D센터장은 “이번 장비 개발은 리튬메탈 음극 원천기술을 실제 제조공정으로 구현했다는 점에서 의미가 있다”며 “공정 신뢰성과 생산성을 검증해 차세대 배터리 상용화에 필요한 기술을 단계적으로 확보하겠다”고 말했다.

이광식 기자 bumeran@hankyung.com