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차세대 고체 전해질 이차전지 특허 국제출원 증가
스마트폰 폭발사고로 화재나 폭발 위험이 없는 안정화된 리튬 이차전지에 대한 관심이 커진다.
17일 특허청에 따르면 최근 10년간 폭발 위험이 없는 고체 전해질 이차전지 관련 특허협력조약(PCT) 국제출원은 219건이었다.
2010년까지 10여건에 불과했지만 2011년부터 25건으로 증가하기 시작해 2012년 23건, 2013년 45건, 2014년 28건, 지난해 50건으로 점점 늘었다.
리튬 이차전지는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 스마트폰, 노트북, 디지털카메라 등의 휴대용 전원으로 널리 활용된다.
그러나 기존 리튬 이차전지에 사용되는 액체 전해질은 단점인 전해액의 분해반응 등으로 인해 발화와 폭발 위험성이 존재한다.
이 같은 단점을 해결하기 위해 액체 전해질을 고체 전해질로 대체하고 있다.
고체 전해질은 외부 충격으로 파손될 때 액체가 흘러나오거나 폭발 위험성이 없고, 고온이나 고전압 상황에서도 높은 에너지 밀도 유지가 가능하다.
출원인별로는 도요타가 24건(10.9%)으로 가장 많고, 이어 히타치 10건(4.6%), 쏘니 8건(3.7%), LG화학 7건(3.2%) 등의 순이었다.
출원인의 국적별로는 일본 133건(60.7%), 미국 40건(18.3%), 한국 20건(9.1%), 독일 17건(7.8%), 중국 5건(2.3%)의 순이었다.
출원된 기술내용은 기존 이차전지에서 사용하는 액체 전해질을 고체로 대체하는 핵심소재인 고체 전해질 개발에 관한 것이다.
안정성은 우수하지만 낮은 이온 전도도와 고온 열처리 공정시간이 긴 산화물계 소재가 67건(30.6%), 이온 전도도는 높지만, 수분과 산소에 취약한 황화물계 소재가 44건(20.1%), 리튬 폴리머전지로 이미 상용화돼 성능 향상을 꾀하는 고분자계 소재가 31건(14.2%), 결정화 유리 상태를 얻을 수 있어 높은 이온 전도성이 가능한 인산염계 소재가 17건(7.8%)으로 나타났다.
특허청 강전관 국제특허출원심사1팀장은 "현재 이차전지는 주류를 이뤘던 휴대기기용 소형전지를 뛰어넘어 전기자동차용의 전원, 중대형 에너지 저장장치 등으로 분야를 확장하고 있다"며 "최근에는 폭발이나 화재의 위험이 없는 고체 전해질 이차전지 관련 기술개발이 활발해 국내 기업의 특허출원이 늘기를 기대한다"고 말했다. |
