차세대 에너지 저장장치로 주목받는 리튬이온커패시터(LIC) 원천 기술을 국내에서 일본 보다 한발 앞서 개발했다. 공정에서 리튬금속을 제거해 원재료를 절감하고 에너지 저장 용량을 두 배 높였다. 세계 리튬이온커패시터 시장은 2015년~2020년 연 2~3조원대를 형성할 것으로 전망되면서 선진국이 주목하는 분야다.
전자부품연구원(KETI·원장 최평락)은 리튬이온커패시터 핵심 기술인 리튬 도핑 공정을 획기적으로 개선하고 높은 에너지밀도를 구현한 세계적 수준의 리튬이온커패시터를 개발했다고 23일 밝혔다.
리튬이온커패시터를 제조할 때 리튬이온을 음극에 미리 도핑하기 위해 리튬금속을 분리막 외벽에 입히는 공정이 필요한데 KETI는 리튬금속적층 공정 없이도 리튬이온을 도핑하는 공정을 개발했다.
차세대전지연구센터 김점수 책임 연구원은 “리튬금속 대신 전이금속산화물(Li2MoO3)을 양극에 집어넣고, 리튬 공급원으로 사용해 리튬이온을 음극에 주입하는 혁신적인 도핑 기술을 개발했다”고 말했다.
KETI는 이러한 독자 기술 확보로 원재료 절감이 가능하고 리튬금속이 차지한 빈 공간에 전극을 더 많이 삽입, 동일한 부피에서 에너지 밀도를 2배 이상 높이는 등 제품 경쟁력이 높아질 것으로 기대했다.
기존 리튬금속을 이용한 도핑 공정 과정에서 인화성이 높은 리튬이온 발화 가능성을 제거, 근로자 안전성 문제도 해결할 수 있다.
김점수 책임연구원은 “이 기술은 기존 방법에 비해 리튬이온커패시터 리튬이온 도핑양 제어가 용이하고 부피당 에너지 밀도를 2배 이상 향상시킬 수 있다”며 “차세대 에너지저장 장치 주도권확보에 나서겠다”고 말했다.
그는 “리튬이온커패시터를 작년부터 생산해 온 일본 후지중공업보다 앞선 핵심 공정 기술을 확보했다”며 “상용화를 위해 국내 업체와 기술 이전을 협의하고 있다고 덧붙였다.
KETI는 이 기술을 국제특허로 출원(PCT)해 리튬이온커패시터 분야에 원천기술 확보에 나섰다. 이 연구 성과는 교육과학기술부 신기술융합형 성장동력사업 지원으로 이뤄졌다.
안수민기자 smahn@etnews.com
