[더구루=김은비 기자] 현대자동차·기아가 전고체 배터리 상용화에 한 발 더 다가섰다. 양사는 무음극 전고체 배터리의 초기 사이클 효율을 높이기 위해 리튬 친화 물질인 은(Ag)을 사전 리튬화해 적용하는 새로운 기술을 개발, 미국 특허를 출원했다.

19일 미국 특허청(USPTO)에 따르면 현대차·기아는 ‘전고체 전지용 사전 리튬화 음극의 제조방법’(출원번호: 18/781462)을 출원했다.

이번 특허는 무음극 전고체 배터리의 구조적 특성상 충·방전 초기에 부족할 수 있는 리튬을 보충하기 위한 사전 리튬화 공정에 대한 내용을 담고 있다. 기존 무음극 전고체 배터리는 초기 충전 과정에서 리튬이 상당 부분 소모돼, 충·방전 효율이 낮아지고 수명 저하로 이어지는 한계가 있었다.

이번 특허 출원 기술은 리튬 친화 물질인 은 입자와 탄소 소재를 섞은 층을 집전체 위에 만들고, 여기에 리튬을 미리 반응시켜 은-리튬 합금층을 형성한다. 이렇게 하면 실제 배터리 구동시 소모될 리튬을 사전에 반영, 초기 사이클 효율을 높일 수 있다.

이 기술은 전고체 배터리 상용화 과정에서 안정성과 성능 개선을 동시에 꾀할 것으로 기대된다.

현대차는 이미 올해 초 경기 의왕연구소에 전고체 배터리 파일럿 라인을 구축하고, SES AI·팩토리얼에너지 등 글로벌 스타트업 및 서울대와 공동 연구를 진행하는 등 상용화 준비에 속도를 내고 있다.

업계 관계자는 “전고체 배터리는 차세대 전기차의 핵심 동력원”이라며 “사전 리튬화 기술은 무음극 배터리의 한계를 보완해 안정성·효율을 높이는 데 크게 기여할 것”이라고 말했다.