국내 시험인증 교정기관 에이치시티가 이차전지 소재 전문기업 마샬캡과 차세대 배터리 소재인 K-LTO의 상용화와 시험기술 확보, 표준화 추진을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 30일 밝혔다.

이번 협약은 배터리 소재 단계에서의 시험검증 체계를 구축하고, 차세대 음극재 기술의 신뢰성과 경쟁력을 확보하기 위한 협력이라는 점에서 주목된다.

협약에 따라 양사는 K-LTO 소재에 대한 시험·검증 체계 구축부터 양산 적용까지 전 과정에서 협력할 계획이다.

이를 통해 차세대 배터리 소재의 성능과 안전성을 객관적으로 검증할 수 있는 기반을 마련한다는 구상이다.

마샬캡은 현재 한국기초과학연구원(KBSI)으로부터 차세대 배터리 소재인 LTO 음극재 기술을 이전받아 상용화를 추진하고 있다.

이번 협력을 통해 다양한 사용 조건을 반영한 시험·검증 기술을 확보하고, 이를 바탕으로 차세대 배터리 소재의 표준화 기반을 마련해 글로벌 시장 진입을 본격화한다는 설명이다.

아울러 에이치시티는 그동안 셀과 모듈 단계에 집중돼 있던 배터리 시험·인증 영역을 소재 단계까지 확장함으로써, 배터리 산업 전반에서의 기술 검증 역할을 강화한다는 계획이다.

에이치시티 허봉재 대표는 “이번 전략적 협약은 배터리 시험인증 영역을 셀과 모듈 단계를 넘어 소재 단계로 확장하는 전환점”이라고 강조했다.

이어 “KBSI 기술 이전과 상용화에 공동 대응함으로써 시험기술 확보와 소재 분석 표준화에 더욱 속도가 붙을 것”이라고 말했다.

K-LTO 배터리 시험 인증 표준화 협력 [에이치시티 제공]

한편 LTO 음극재는 리튬티타네이트를 기반으로 한 차세대 배터리 소재로, 기존 흑연 음극재와 다른 작동 특성과 장점을 지닌 기술로 평가된다.

일반적인 리튬이온배터리가 에너지 밀도 중심으로 발전해 온 것과 달리, LTO는 충전 속도와 안전성, 수명 측면에서 차별화된 선택지로 주목받아 왔다.

LTO 음극재는 리튬 이온이 결정격자 내부로 출입하는 과정에서 구조 변화가 거의 발생하지 않는 것이 특징이다.

충·방전 과정에서 부피 팽창이 작아 전극 열화가 적고, 반복 사용 시에도 성능 저하가 완만하게 나타난다.

여기에 산소 결함이나 나노다공성 구조를 적용하면 전도성과 기계적 안정성이 함께 개선돼, 고출력 환경에서도 비교적 안정적인 동작이 가능하다.

이러한 구조적·전기화학적 특성 덕분에 LTO는 고속 충전과 고출력이 요구되는 환경에 적합한 소재로 평가된다.

짧은 시간에 많은 에너지를 주고받아야 하는 전기차 급속 충전 시스템이나 산업용 고출력 전원장치, 안전성이 중요한 에너지저장장치(ESS) 등에서 활용 가능성이 거론된다.

다만 LTO는 이론적 용량이 흑연 음극재보다 낮아 동일한 크기와 무게 기준으로 에너지 밀도가 떨어진다.

이 때문에 장거리 주행이 핵심인 승용 전기차보다는, 출력과 안정성이 더 중요한 영역에서 우선적으로 채택되는 경향이 있다.

이를 보완하기 위해 전극 구성이나 셀 설계를 최적화하는 연구와 함께, 시스템 차원에서의 활용 전략이 병행되고 있다.

제조 측면에서는 비용과 공정 안정성이 과제로 꼽힌다.

나노 구조 기반 LTO 소재는 공정 조건에 따라 품질 편차가 발생할 수 있어, 대량 양산 단계에서는 일관된 품질 관리와 원가 절감이 핵심 과제로 남아 있다.

이 같은 맥락에서 LTO 음극재는 단순히 새로운 소재를 넘어, 기존 리튬이온배터리의 활용 범위를 확장하는 대안 기술로 해석된다.

고속 충전, 장수명, 안전성이 중시되는 시장을 중심으로 적용 가능성이 확대되는 가운데, 소재 단계에서의 시험·검증과 표준화가 본격화될 경우 산업적 활용 폭도 점차 넓어질 것으로 보인다.