애플 공급업체 일본의 TDK, 차세대 전고체 배터리 소재 개발

전기차의 차세대 배터리로 주목 받고 있는 전고체 배터리가 이제는 웨어러블 기기에도 장착될 날이 다가왔다. 

애플(Apple)에 부품을 공급하는 일본의 TDK(TDK Corporation)가 기존 전고체 배터리의 에너지 밀도보다 약 100배 더 높은 에너지 밀도의 차세대 전고체 배터리의 소재 개발에 성공했다고 CNBC가 17일(현지시각) 전했다. 

TDK가 이번에 개발한 소형 전고체 배터리 소재 에너지 밀도는 리터당 1000와트시(Wh/l) 수준이다. 즉, 이 배터리는 1리터의 부피에서 1시간에 1000와트의 에너지를 공급할 수 있다. 에너지 밀도는 단위 부피에 저장된 에너지의 양으로 배터리나 연료의 효율을 나타내는 지표로 많이 쓰인다. 

TDK가 개발한 전고체 배터리 소재는 '세라차지(CeraCharge™)'라 불리는 소재로 기존 전고체 배터리보다 에너지 밀도가 높으므로 작게 만들어도 고성능을 발휘할 수 있다. 따라서 배터리 장착 공간이 아주 작은 웨어러블 기기에 안성맞춤이다. 

TDK에 의하면, 세계 최초의 충전식 완전 세라믹(ceramic) 솔리드 스테이트 배터리인 세라차지(CeraCharge™)는 높은 에너지 밀도, 소형화 및 높은 수준의 안전성을 제공하며 전해액 누출의 위험이 없다. 이러한 성능은 TDK의 첨단 적층 세라믹 기술 덕분에 실현됐다.

TDK는 이번에 개발한 소재가 스마트워치 등 인체와 직접 접촉하는 다양한 장치에 활용될 수 있으며, 배터리는 산화물 기반 고체전해질과 리튬합금 양극을 사용한 올-세라믹 소재로 생산될 것이라고 밝혔다. 또한, 산화물 기반 고체 전해질을 사용했기 때문에 TDK측은 자사의 전고체 배터리가 매우 안전하다고 주장했다. 

아울러, TDK는 자사의 기술을 사용하여 유럽연합 배터리 규정에 따라 휴대용 장치에 전원을 공급하는 소형 스테인레스 스틸 디스크인 기존 동전형 배터리를 대체, 더 작은 크기와 더 높은 저장 능력 때문에 소형기기에 적합하고 더 긴 작동 시간이 가능하다고 주장했다.

TDK가 예상하는 새 배터리 소재의 용도는 ▲무선 이어폰, 보청기, 스마트워치 등 다양한 웨어러블 기기 ▲환경 센서 ▲동전 배터리의 교체 등이며, 주요 기능 및 장점으로는 ▲산화물 기반의 고체 전해질을 사용하여 배터리가 매우 안전하다 ▲더 작은 크기와 더 높은 정전용량으로 인해 장치 크기가 더 작아지고 작동 시간이 길다는 점이다.

한편, TDK는 일본 도쿄에 본사를 둔 스마트 사회를 위한 전자 솔루션 분야의 세계적인 기업이다. 전자·자석제품의 핵심 소재인 페라이트(Ferrite)를 상용화하기 위해 1935년 설립됐다. TDK는 세라믹, 알루미늄 전해 및 필름 커패시터, 자기, 고주파, 압전 및 보호 장치 등을 생산하고 있다. 2024 회계연도에 TDK는 총 146억 달러(약 20조원)의 매출을 기록했으며 전 세계적으로 약 10만 명을 고용하고 있다.