웨어러블 기기, IoT 등 탑재
글라스 소재 전문 기업 베이스가 웨어러블 기기 등 소형 전자 제품에 탑재되는 전고체 배터리용 고체 전해질을 연구개발했다고 23일 밝혔다.
베이스는 지난 2002년 설립 이래 고기능성 유리 소재 부품을 제조한 기업이다. 베이스는 국내외 고객사에 OLED(유기발광다이오드) 밀폐용 고기능 유리 소재, 태양광 전극용 유리 소재, LED 색변환 부품 등 주요 제품을 납품 중으로 이번에 연구개발한 고체 전해질 소재를 통해 에너지라는 신시장에 진출하게 됐다.
베이스가 연구개발한 고체 전해질은 글라스 세라믹 유리 소재로 액체 전해질을 쓰는 리튬 이온 배터리 대비 화학 발화 가능성을 낮추고, 에너지 밀도를 높여 용량과 전압 등을 높인다.
특히 작은 크기의 기판에 여러 센서를 다는 소형 전자 제품의 고기능화를 위해서는 기판 회로 설계 시 자유도를 높일 수 있는 2차전지를 장착해야 한다. 이에 가장 적합한 배터리가 초소형 적층형 전고체 배터리다. 액체 전해질 기반의 기존 리튬 이온 배터리는 기판 장착 시 260°C 고온에서 접합 공정을 할 수 없고, 황화물계 고체 전해질은 공기 중 안정성이 떨어져 공정이 제한된다. 때문에 웨어러블 기기에 탑재되는 소형 전고체 배터리에는 산화물계 고체전해질이 쓰여야 한다.
베이스가 연구개발한 산화물계 글라스 세라믹 고체 전해질은 800°C 이상에서 열 처리되어야 하는 기존 제품 대비 낮은 500°C 이하에서 열 처리될 수 있다. 이로써 양극과 음극에 존재하는 활물질의 분해를 막을 수 있고 기존 액체 전해질 2차전지에서 사용되는 양극과 음극 활물질을 전고체 배터리 제조 공정에 그대로 적용할 수 있는 등 경제성이 뛰어나다.
베이스에 따르면 베이스의 고체 전해질을 쓰는 배터리의 에너지 밀도는 업계 최고 수준이며 현재 여러 고객사로부터 시제품 평가를 받고 있다.
이는 20년 넘는 글라스 소재 연구개발 경험과 노하우를 바탕으로 2020년대 소형 배터리용 전해질 사업을 추진한 결과라는 것이 베이스 관계자의 설명이다. 베이스는 지난 4년간 전고체 배터리용 고체 전해질을 연구개발했다. 베이스는 현재 전고체 배터리용 고체 전해질과 관련한 다수의 특허를 확보 중이다. 특히 최근 2년 동안 핵심 소재인 고체 전해질 조성과 미립화 등 30여 건의 특허(국내 등록 5건, 국내 출원 12 건, 해외 출원 13건)를 국내외에 등록 및 출원했다.
박태호 베이스 대표이사는 "회사 신성장 동력인 고체 전해질 제품의 기술적 우위로 성공적으로 시장에 진출하고 고객사 지원에 총력을 다할 것"이라고 설명했다.
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