영국의 첨단소재 기업 레비디안(Levidian)이 그래핀을 활용한 배터리 캡슐화 기술을 공개하며 에너지 소재 혁신의 새로운 장을 연다. 이번 기술은 배터리의 효율과 안정성을 동시에 향상시킬 수 있는 차세대 접근법으로, 그래핀이 산업 현장에서 실질적 성과를 내는 전환점을 보여줄 전망이다.

레비디안은 오는 11월 19~21일 양재 aT센터에서 열리는 ‘카본코리아 2025’에서 ‘그래핀을 활용한 배터리 활성물질(BAM, Battery Active Material) 캡슐화 기술’의 최신 성과를 공개한다.

이번에 레비디안이 선보인 그래핀 기반 캡슐화 기술은 배터리의 성능과 신뢰성을 한층 높일 수 있는 새로운 가능성을 제시했다. 현재 이 기술은 고객 검증 단계를 마치고 상용화 단계로 진입했다. 레비디안의 특허 기술인 ‘LOOP’ 탈탄소화 시스템으로 생산한 고품질 그래핀을 적용해 배터리 효율과 안정성을 크게 향상 시킬 수 있다.

레비디안의 LOOP 시스템은 촉매를 사용하지 않고 저온·저압의 콜드 플라즈마(Cold Plasma) 기술로 메탄을 분해해 고품질의 그래핀과 청정수소를 동시 생산한다. 특히 재생에너지나 바이오가스를 원료로 사용할 경우, 탄소중립을 넘어 탄소 네거티브를 달성할 수 있다.

▲ 레비디안의 15톤 규모 그래핀 생산설비

이 기술은 단순한 탄소저감 솔루션을 넘어, 에너지 산업과 소재 산업의 경계를 잇는 혁신 플랫폼으로 평가받고 있다. 지난해 공개된 레비디안의 2세대 LOOP 기술은 산업 규모의 고품질 그래핀 대량생산을 가능케 하며, 그래핀 상용화의 문을 열었다.

시스템의 핵심은 연간 15톤 이상 그래핀을 생산할 수 있는 특허 노즐(nozzle) 기술에 있다. 이를 통해 생산된 그래핀은 배터리, 타이어, 태양광 모듈, 건축 복합소재 등 다양한 산업 분야에 활용가능하다.

레비디안 유럽 영업이사 마르쿠스 루멜(Markus Rummel)은 “레비디안의 그래핀과 Levidian Applied Technologies(LAT) 팀의 기술 지원이 배터리의 에너지 밀도, 충·방전 속도, 안전성, 수명 등을 획기적으로 개선할 것”이라며 “새로운 캡슐화 접근법을 통해 고성능 배터리 개발의 새로운 지평을 열 것”이라고 전했다.

루멜 이사는 ‘카본코리아 2025’ 개막일인 19일 오후 1시, ‘그래핀 프런티어스(Graphene Frontiers) 세션’을 통해 그래핀을 적용한 새로운 캡슐화 접근법이 배터리 산업의 기존 한계를 어떻게 극복할 수 있는지를 구체적으로 소개할 예정이다.

그래핀은 전기적·기계적·열적·화학적 특성이 결합된 독보적인 탄소소재다. 레비디안은 이 그래핀을 캡슐화 소재로 활용해 배터리의 근본적 한계를 해결하고자 한다. 

그래핀이 배터리 활성물질 입자 표면을 감싸면, 전자의 흐름과 이온의 이동이 동시에 빨라져 전도성 바인더 첨가제를 줄이면서도 에너지 밀도를 높일 수 있다. 또한 그래핀은 충·방전 과정에서 발생하는 부피 팽창이나 부반응으로 인한 손상을 완화해 셀의 열화를 막고, 뛰어난 열전도성을 통해 발열을 빠르게 분산시켜 안정성을 높인다. 

이와 함께, 그래핀의 나노구조화와 인터페이스 제어 능력은 배터리 구조 설계의 자유도를 넓히며, 실리콘·황·주석 등 불안정한 고용량 소재를 안정화시켜 차세대 전지 화학구조 구현의 가능성을 열어준다. 즉, 그래핀 캡슐화는 단순한 소재 보강이 아니라 배터리 성능의 판을 새로 짜는 기술 혁신이라 할 수 있다.

Pterons 지용재 이사는 인터뷰를 통해 레비디안(Levidian)의 그래핀은 고객 응용 사례를 통해 이미 성능이 검증됐으며, 품질, 가격, 균일성, 형태적 특성, 지속 가능한 생산방식, 안정적인 공급망으로 인해 배터리 활성물질 캡슐화용 소재로서 강력한 경쟁력을 갖추고 있음을 강조했다.

그래핀은 이제 ‘꿈의 소재’를 넘어 ‘산업의 소재’로 진화 하고 있다. 레비디안은 이러한 흐름의 중심에서 그래핀과 수소를 동시에 생산하며 지속가능한 소재 혁신 기업으로 성장하고 있다. 이번 카본코리아 2025에서의 레비디안의 발표는 그래핀이 주도하는 지속가능한 에너지 전환의 현실적 해답을 제시하는 무대가 될 전망이다.