연이은 ‘배터리 폭발사고’, 액체→고체전해질 국제특허 증가

[아시아경제(대전) 정일웅 기자] 배터리 폭발사고가 심심찮게 발생하는 요즘, 업계 내에선 배터리 폭발 위험성을 방지할 ‘리튬이차전지(스마트폰, 노트북 등 휴대용 전원으로 활용)’ 개발에 관심이 쏠린다.

전해액의 분해반응으로 발화·폭발 위험성이 높은 리튬이자전지 액체전해질을 고체전해질로 대체하려는 움직임도 이와 맞물려 나타나는 추세다.

고체전해질은 폭발성 가능성이 없고 고온 또는 고전압 상황에서도 높은 에너지 밀도 유지가 가능하다는 장점을 갖는다.

17일 특허청에 따르면 고체전해질을 사용한 리튬이차전지 관련 PCT(Patent Cooperation Treaty) 국제특허 출원은 2006년~2010년 연평균 10여건에 불과했다.

하지만 최근에는 2011년 25건, 2012년 23건, 2013년 45건, 2014년 28건, 2015년 50건 등으로 출원건수가 증가하는 추이다.

이는 PCT 국제출원 동향에서 기존 이차전지에 주로 사용되던 액체전해질이 고체로 대체되는 고체전해질 개발에 집중되는 양상을 방증하는 대목이 된다.

특히 고체전해질 이차전지 소재별 PCT 국제출원 현황에선 ▲산화물(oxide)계 소재 67건(30.6%) ▲황화물(sulfide)계 소재 (44건·20.1%) ▲고분자(polymer)계 소재 (31건·14.2%) ▲인산염(phosphate)계 소재 (17건·7.8%) 등이 주류를 이뤘다.

또 국적별 출원인 현황은 일본 133건(60.7%), 미국 40건(18.3%), 한국 20건(9.1%), 독일 17건(7.8%), 중국 5건(2.3%) 등으로 비중이 높았고 다출원 현황에선 토요타 24건(10.9%), 히타치 10건(4.6%), 쏘니 8건(3.7%), LG화학 7건(3.2%) 등이 상위권에 포진했다.

특허청 강전관 국제특허출원심사1팀장은 “이차전지의 활용 영역이 휴대기기용 소형전지 부문에서 전기자동차용 전원, 중대형 에너지 저장 장치 등으로 확대되고 있다”며 “특히 최근에는 폭발이나 화재 위험이 없는 고체전해질 이차전지에 관한 기술개발이 활발하게 이뤄져 이에 따른 국내 기업들의 특허출원도 차츰 증가하는 양상을 보인다”고 업계 내 추이를 설명했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr