[2022 발명특허대전 대통령상] 티디엘 “전고체전지, 발화에 자유로운 친환경 배터리”

김유신 티디엘 대표(오른쪽)가 발명특허대전 대통령상 수상을 기념해 이인실 특허청장 옆에서 기념사진 촬영을 중이다.

현재 우리나라는 GDP 천억불 대비 특허 출원 건수가 세계 1위이며, 인구 100만 명당 내국인 특허 출원 건수로 봤을 때도 세계 1위다. 이처럼 지식재산 강국인 대한민국은 지식재산권자인 기업과 개인을 격려하고 지식재산에 기반한 우수제품의 판로개척과 유통을 지원하기 위해 대한민국지식재산대전을 매해 개최하고 있다. 대한민국지식재산대전은 발명특허대전, 상표·디자인권전, 서울국제발명전시회 등 3개 전시회를 통합한 국내 최대 규모의 지식재산 네트워크의 장으로써 특허청이 주최하고 한국발명진흥회가 주관하고 있다.

지난 11월 16일 코엑스에서 개최한 2022 발명특허대전 시상식에서 대통령상을 수상한 기업인 티디엘(대표 김유신)을 만났다. 티디엘은 전남 나주혁신도시에 위치한 기업으로서 차세대 이차전지를 선도하고 있다. 티디엘을 만나 수상한 제품 및 기술력과 수상 비결을 들어봤다.

티디엘 전고체전지./제공=티디엘

- 2022 대한민국지식재산대전에서 수상한 제품과 기술력에 대해 소개한다면.

수상한 제품은 복합 고체전해질의 단점인 고온 소결 덴드라이트 문제를 티디엘만의 자체 특허를 통해 보완한 전고체 배터리다.

일반적인 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 전해질 등 구성요소로 이루어집니다. 전고체전지는 이 구성요소 중 분리막과 전해질을 고체전해질 시트라는 한가지 구성요소로 대체한 전지를 말한다. 그러나 이러한 전고체전지는 액체 전해질이 없기 때문에 구성 요소인 전극 사이의 저항이 커지게 된다. 티디엘은 이러한 문제점들을 하이브리드 양극, 밀도가 다른 전해질층을 두어 한계를 극복했다. 이는 추가 물질 없이 전극과 고체전해질 사이 경계면의 계면 저항을 감소시키는 계면 제어기술을 확보했기 때문에 가능하다.

- 지금 개발하신 제품이 기존 제품과 어떤 점에서 가장 큰 차이가 있을지.

리튬이차전지는 구조의 특성상 유기계 전해질을 사용하는 까닭에 발화나 폭발에 대한 잠재적인 위험성이 항상 있다. 티디엘의 전고체전지는 기존 리튬이온전지 유기전해액을 불연성 고체전해질로 바꾼 차세대 이차전지이다. 기존 리튬이온전지의 발화 또는 폭발에서 완전히 자유로운 친환경 전지다. 그렇기 때문에 에너지저장장치(ESS), 전기차(EV), 가정용 또는 의료용에 사용되는 전지들에 널리 사용될 수 있다. 티디엘은 전고체전지 양산화의 핵심이랄 수 있는 원가절감 시스템을 갖추고 있는 것이 강점이다.

- 한국발명진흥회나 특허청에서 주관하는 프로그램에 참여하신 것으로 아는데, 어느 부분에서 도움이 됐는지.

현재 티디엘이 보유하고 있는 전고체전지 관련 국내외 특허는 약 35건에 이른다. 그만큼 지식재산권의 중요성을 느끼고 있으며, 한국발명진흥회 사업 중에는 해외 수출 또는 수출(예정) 중소기업을 지원하는 '글로벌 IP스타기업' 사업에 참여했다. 사업을 통해서 관련 기술에 대한 특허맵을 제작했고, 핵심특허와 경쟁업체, 국가별 연도별 동향 분석 등을 볼 수 있었다.

티디엘 사무실 전경./제공=티디엘

- 직무보상제도 등 사내에서 지식재산을 확보하기 위한 제도가 어떤 것이 있을지.

'주식회사 티디엘 직무발명보상규정'을 제정해 대표이사가 임명하는 임직원과 외부 전문가로 구성된 '지식재산심의위원회'에서 발명에 대한 중요사항을 심의하고 있다. 내부 규정에 따라 실시보상권 처리와 등록보상, 발명자 지분 등을 세부 명기하여 진행하고 있다. 퇴직 및 사망 시에도 상속인 지급 등 보상금에 대한 규정이 있다.

- 개발 과정에서 에피소드나 수상 비결은.

티디엘은 2012년 한국생산기술연구원으로부터 총 3차례 전해질 합성과 배터리 제조, 양극복합화 기술을 이전받아 전고체 배터리 생산기술을 완성했다. 한국생산기술연구원의 원천기술을 자사의 양산기술과 접목했다. 원천기술을 양산기술로 전환하는 과정은 쉽지만은 않은데, 이번에 수상한 특허기술도 원천기술을 양산기술로 전환하는 과정에서 나온 결과물이다. 한편 '모방이 창조의 어머니'라고 말한다. 기존 경쟁 특허의 청구항을 분석하고 회피하면서, 티디엘만의 고유 특허로 국내 및 해외로 특허화하는 과정은 어려운 작업이었다.

- 해외 특허 출원이나 앞으로 계획은.

이번에 수상한 기술은 현재 해외 PCT 출원이 완료됐고, 국제조사보고서에 접수된 상태이다. 또한 미국이나 중국 쪽 특허를 진행하고자 내부 검토 중이다. 전고체전지는 개발할 것과 사업화할 부분이 무궁무진하다. 티디엘의 사업 로드맵에 따라 효율성 개선, 소형 저장장치, 에너지저장장치(ESS), E-mobility 등 순으로 진행 중이며, 최종적으로는 전기차(EV)에 적용할 때까지 연구개발을 할 예정이다.