[특허로 본 미래기술]`나트륨이차전지`

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차세대 이차전지로 나트륨전지가 주목받고 있다. 특허청과 한국지식재산전략원이 발간한 ‘2014 국가 특허전략 청사진 보고서(이하 보고서)’에 따르면 리튬보다 저렴하고 풍부한 나트륨을 이용한 이차전지 관련 기술이 미래 유망기술로 꼽혔다.

현재 이차전지 주재료로 사용하는 리튬은 소형이면서도 에너지밀도가 높은 것이 장점이다. 하지만 희소물질이라 수요량이 늘수록 가격이 지속적으로 상승할 수밖에 없다. 가정용 대용량 축전지로 이용하려면 전지 비용을 대폭 줄여야 한다.

이 같은 이유로 주목받는 물질이 나트륨이다. 나트륨은 지구상에서 여섯 번째로 많아 리튬보다 가격이 훨씬 저렴하고 구입도 쉽다. 보고서는 나트륨계 전지가 대형 에너지저장시스템 뿐만 아니라 일부 용도에 리튬이온전지를 대신할 수 있으며 리튬이온전지 대비 90%까지 원가를 낮출 수 있다고 밝혔다.

나트륨이차전지 관련 기술 중 관심을 끄는 분야는 분리막과 전극이다. 분리막은 양극과 음극을 분리해 전극 간 전기 접촉을 막아주는 기술이며 전극은 나트륨이차전지에 적용하기 위한 전지 양극 개발 기술 및 나트륨이온과 원활하게 화합할 수 있는 음극활물질 개발 기술이다.

분리막 특허 출원인을 살펴보면 우리나라 LG화학이 가장 많은 90건을 보유했으며, 질레트(Gillette)가 44건으로 2위, 파나소닉(Panasonic)이 39건으로 3위, 산요전기(Sanyo Electric)와 폴리플러스 배터리(Polyplus Battery)가 각각 31건과 29건으로 뒤를 이었다.

주요 출원인별 특허인용도지수(CPP:Cites Per Patent)와 시장확보력지수(PFS:Patent Family Size)를 이용해 기술영향력과 시장성 확보와의 관계를 평가한 결과, 폴리플러스 배터리가 각각 27.72(CPP지수)와 33.07(PFS지수)로 두 분야 모두 가장 높게 나타났다.

전극 특허 출원인은 일본 히타치가 197건으로 1위를 차지했으며, 1개 차이로 LG화학이(196건) 바짝 쫓고 있다. 그 뒤를 산요전기(159건), 엔지케이 인슐레이터스(153건), 파나소닉(107건)이 잇는다.

PFS지수에서는 LG화학이 7.97로 가장 높고, 산요전기(3.42)와 파나소닉(3.10)이 뒤를 이었다. CPP지수에서는 산요전기가 1.46으로 가장 높게 나타났으며, 파나소닉이 1.26으로 2위를 차지했다.

보고서에 따르면 나트륨이차전지 기술 가운데 △탄소 나노와이어를 이용한 양극 제조지술 △탄소계 음극 활성물질 제조기술 △다공성 코팅층 기술이 새로운 지식재산권 창출과 경쟁력 확보가 가능한 기술로 평가됐다.

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김달기자 kt@etnews.com