폭발없는 리튬전지 개발 ‘붐’… 고체전해질 개발 추세, 열처리 공정 필수

6대 뿌리기술 가운데 하나인 열처리 공정이 삼성전자 이재용 부회장을 구원할 희망으로 부상했다.

20일 재계 한 관계자에 따르면 이 부회장은 부친 이건희 회장이 2014년 상반기 지병으로 쓰러진 이후 그룹 경영권을 빠르게 장악해 안정적인 실적을 기록하기도 했다.

다만, 삼성전자는 8월 전략적으로 선보인 고급 스마트폰 갤럭시 노트7의 배터리 폭발 사고로 큰 손실을 입었다.

이후 삼성전자는 갤럭시 노트7의 리콜(대규모 시정조치)과 단종 결정으로 3조원이 넘는 손실을 입었다.

이로 인해 안정화된 리튬 이차전지에 대한 관심이 커지며면서 덩달아 열처리 공정의 중요성도 부상했다.

실제 특허청은 폭발 위험이 없는 고체 전해질 이차전지 관련 특허협력조약(PCT) 국제 출원이 2010년 10여건에서 2011년 25건, 2012년 23건, 2013년 45건, 2014년 28건, 지난해 50건으로 증가하고 있다고 최근 밝혔다.

현재 리튬 이차전지는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 스마트폰, 노트북, 디지털카메라 등의 휴대용 전원으로 활용된다. 반면, 리튬 이차전지에 사용되는 액체 전해질은 전해액의 분해반응 등으로 발화와 폭발 위험성이 있다.

관련 업체들은 이를 해결하기 위해 액체 전해질을 고체 전해질로 대체하고 있으며, 고체 전해질은 외부 충격으로 파손될 때 액체가 흘러나오거나 폭발 위험성이 없다. 게다가 고온이나 고전압 상황에서도 높은 에너지 밀도 유지가 가능한 장점이 있다.

이들 기업들은 기존 이차전지에서 사용하는 액체 전해질을 고체로 대체하는 핵심소재인 고체 전해질 개발에 주력하고 있으며, 이중에서도 30% 이상 기업이 안정성은 우수하지만 낮은 이온 전도도와 고온 열처리 공정시간이 긴 산화물계 소재를 적극 개발하고 있다.

이는 철을 주로 가공하는 뿌리산업의 열처리 공정과는 근본적으로 다르지만, 공정 자체는 열처리 공정이라는 게 업계 설명이다.

업계 한 관계자는 “최근 폭발, 화재 위험이 없는 고체 전해질 이차전지 관련 기술개발이 활발하다“면서 “이중에서도 긴 열처리 공정이 필요한 산화물계 소재 개발이 주를 이루고 있다”고 말했다.

한편, 한편, 스마트폰 한대를 제작하기 위해서는 100여개에 육박하는 금형 부품이 들어가는 등 6대 뿌리기술 없이는 삼성의 갤럭시를 만들 수 없다.