▲ 금속공기전지 특허출원 동향.

전기자동차, 드론, 스마트폰등에 사용되고 있는 리튬이온전지를 대체할 차세대 전지로 주목받고 있는 금속공기전지에 대한 특허출원이 활발한 것으로 나타났다.

특허청(청장 최동규)에 따르면 금속공기전지에 관한 특허출원은 최근 10년(2006~2015년)간 모두 370건으로, 2006년 4건에서 2015년 86건으로 21.5배 증가하는 등 연도별로 꾸준히 증가하고 있는 것으로 나타났다.

금속공기전지란 리튬, 아연, 알루미늄 등의 금속을 공기 중 산소와 결합시켜 전기를 발생시키는 전지로 금속공기전지 중 리튬공기전지의 용량은 리튬이온전지의 5~10배에 달하는 것으로 알려져 있다.

출원인별로는 삼성전자가 64건(17.3%)으로 가장 많고, 다음으로 현대자동차 26건(7.0%), LG화학 22건(6.0%), (주)레오모터스19건(5.1%), (주)EMW에너지 16건(4.3%) 순이다.

외국인 출원도 활발했다. 총 61건으로 전체 출원의 16.5%를 차지했는데 도요타자동차 8건(2.2%), 엘렉트리시테 드 프랑스7건(1.9%), 스미토모 전기공업 4건(1.1%) 순이다.

▲ 금속공기전지 세부 기술별 출원 건수.

금속공기전지의 음극 소재를 기준으로 총 278건의 특허출원을 분석한 결과, 대용량에 장점이 있는 리튬공기전지가 167건(60.0%), 안전성과 경제성에 장점이 있는 아연공기전지가 93건(33.5%), 알루미늄공기전지가 10건(3.6%), 마그네슘공기전지가 8건(2.9%)으로 나타났다.

출원된 기술 내용은 대부분 에너지 효율을 높여 금속공기전지를 상용화하기 위한 것으로, 전지 시스템에 관한 기술이 119건(32.1%), 양극의 구조를 개선하여 산소가 연속적으로 공급되도록 하는 기술이 108건(29.1%), 전지 내부의 반응을 촉진시키는 촉매에 관한 기술이 56건(15.1%)이고, 이어 전해질, 음극 및 분리막에 관한 기술이 뒤를 이었다.

특허청 유준 자동차융합심사과장은 “현재로서 리튬이온전지를 대체하여 리튬공기전지를 상용화하는 데에는 기술적 난제가많은 것이 사실이지만 전기자동차, 드론 등에 사용할수 있는 대용량 이차전지의 필요성으로 인해 리튬공기전지에 대한 관심과 기술개발은 계속될 것”이라고 말했다.