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전극 롤에 그리는 지도 — LG에너지솔루션 롤맵 특허와 30건의 후속 포트폴리오
불량을 전극에 직접 마킹하던 관행을 화면 속 가상 좌표계로 대체한 LG에너지솔루션 롤맵 특허(KR102623933B1). 청구항 구조와 30건이 넘는 후속 출원이 그리는 특허 덤불 전략을 읽는다.
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전극 압연할 때 호일에 주름이 생기는 이유 — 엔비전AESC가 경계부만 덜 누른 이유
전극 제조 공정에서 R2R(롤투롤) 라인을 다뤄본 엔지니어라면 누구나 아는 골칫거리가 있다. 슬러리를 간헐 도포(intermittent coating)한 뒤 압연(calendering)할 때, 도포부와 미도포부 경계에서 집전체(호일)에 주름이 생기는 문제다. 일본 배터리 제조사 엔비전 AESC(Envision AESC, 옛 NEC 에너지디바이스)의 미국 공개특허 US20150017523A1(“Electrode Manufacturing Method”)은 이 흔한 현장 문제를 압연 롤의 압력 분포 설계 하나로 해결한다. 무엇이 화제인가 — 도포부 경계에서…
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전해액 용매에 불소 원자 하나를 붙였을 뿐인데 — 3M의 고전압 카보네이트 특허
불소화학 소재 전문기업 3M(3M Innovative Properties)의 미국 등록특허 US8435679B2(“Fluorinated Compounds For Use In Lithium Battery Electrolytes”)는 전해액의 기본 용매 자체에 불소 원자를 붙여, 산화에 강한 카보네이트 화합물을 새로 설계한 특허다. 첨가제가 아니라 용매 자체를 바꾼다는 점에서, 앞서 다룬 BASF의 첨가제 조합 특허와는 다른 층위의 접근이다. 무엇이 화제인가 — 고전압에서 용매 자체가 견디지 못한다 배터리 전압이…
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전해액 첨가제 하나로는 부족하다 — BASF가 세 종류를 조합해 특허로 못박은 이유
배터리 전해액에 첨가제를 넣는다는 아이디어 자체는 새롭지 않다. 비닐카보네이트(VC) 하나만 넣어도 수명이 늘어난다는 건 업계 상식이다. 그런데 독일 화학기업 BASF의 미국 공개특허 US20170025706A1(“Electrolyte Additives For Lithium Ion Batteries”)은 ‘단일 첨가제’가 아니라 ‘서로 다른 역할을 하는 첨가제 세 종류를 정해진 조합으로 함께 넣어야 한다’는 걸 청구항으로 못박았다. 무엇이 화제인가 — VC 하나로는 부족했다 VC(비닐카보네이트)는 음극 표면에…
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양극재에 알루미늄을 넣는데 물 한 방울 안 쓴다 — 유미코아의 건식 도핑 특허
NMC 양극재에 알루미늄을 도핑하면 열 안정성과 수명이 좋아진다는 건 업계에 잘 알려진 사실이다. 문제는 ‘어떻게 섞느냐’다. 벨기에 소재기업 유미코아(Umicore)의 미국 등록특허 US9543581B2(“Alumina Dry-Coated Cathode Material Precursors”)는 액체 공정을 아예 생략하고, 가루 상태 그대로 알루미늄을 입히는 건식 코팅법을 제시한다. 무엇이 화제인가 — 액체 공정은 폐수를 남긴다 NMC 전구체(니켈·망간·코발트가 섞인 수산화물)에 알루미늄을 도핑하는 전통적인 방법은 공침(coprecipitation)이다. 금속…
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센서도 소프트웨어도 없이 셀마다 냉각량을 다르게 — 포드의 바이메탈 열관리 특허
배터리팩 냉각이라고 하면 대개 정교한 센서와 제어 알고리즘을 떠올린다. 그런데 포드(Ford Global Technologies)의 미국 등록특허 US9853337B2(원출원 US20150270588A1)는 전자제어 없이, 순전히 금속의 물리적 성질만으로 셀마다 냉각량을 다르게 배분하는 아이디어를 담고 있다. 온도계 안의 바이메탈 스프링과 똑같은 원리다. 무엇이 화제인가 — 모든 셀이 똑같이 뜨거워지지 않는다 배터리팩 안의 셀들은 위치에 따라 온도가 조금씩 다르게 올라간다. 팩 가장자리…
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전극을 뒤집힌 U자로 접었더니 열폭주가 느려졌다 — GM의 각형셀 적층구조 특허
배터리 셀 안에서 열이 얼마나 ‘빨리’ 퍼지느냐도 안전 설계의 핵심 변수다. GM이 2024년 12월 공개한 미국 공개특허 US20240429495(“Prismatic Battery With Improved Thermal Management”)는 각형(프리즈매틱) 셀 내부의 전극 적층 형태를 바꿔서 열이 퍼지는 ‘속도’ 자체를 늦추는 아이디어를 담고 있다. 열을 막는 게 아니라, 일부러 늦게 도착하게 만드는 접근이다. 무엇이 화제인가 — 열전도도는 방향에 따라 다르다 배터리…
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배터리를 눕히는 방향 하나로 실장 면적을 줄였다 — 무라타의 표면실장형 전고체 배터리 특허
웨어러블 기기나 IoT 센서 안에 들어가는 초소형 배터리는 ‘전지가 얼마나 세는가’보다 ‘기판 위에 어떻게 눕혀 붙이느냐’가 더 큰 숙제인 경우가 많다. 무라타 제작소(Murata Manufacturing)의 미국 공개특허 US20130280598A1(“Solid State Battery”, 소니에서 이관된 기술 계보)는 이 ‘눕히는 방향’ 하나를 바꿔서 표면실장형 전고체 배터리를 실현한 사례다. 무엇이 화제인가 — 배터리를 세워야 기판에 붙일 수 있다 기존 적층형 전고체…
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전고체 전해질을 갈지 않고 녹여서 만든다 — 솔리드파워의 용액합성 특허
전고체 배터리용 황화물 고체전해질은 대개 볼밀(ball mill)로 원료를 갈아 섞는 기계적 밀링 공정으로 만든다. 그런데 미국 전고체 배터리 스타트업 솔리드파워(Solid Power, 現 Solid Power Operating)의 미국 공개특허 US20220123359A1(“Solid electrolyte material synthesis method”)은 이 가루 공정을 통째로 ‘용액 합성’으로 바꿔버린다. 무엇이 화제인가 — 밀링은 느리고 비싸다 기존 황화물 고체전해질 제조법은 원료를 분쇄·혼합하는 볼밀링에 크게 의존한다. 문제는…
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LFP는 원래 전기가 안 통하는 소재였다 — A123·MIT의 원천특허가 오늘날 저가 배터리 시대를 연 방법
지금이야 LFP(리튬인산철)가 저가·안전 배터리의 대명사지만, 2000년대 초까지만 해도 이 소재는 ‘전기가 잘 안 통해서 못 쓴다’는 평가를 받았다. 이 문제를 풀어낸 원천특허가 미국특허 US7338734B2(“Conductive Lithium Storage Electrode”, MIT 예밍 치앙 교수팀 발명, 2008년 등록)다. A123 시스템즈는 이 MIT 특허를 라이선스 받아 ‘나노포스페이트(Nanophosphate)’라는 브랜드로 상용화하며 급성장했다. 무엇이 화제인가 — LFP는 원래 ‘절연체에 가까운’ 소재였다 LiFePO4(LFP)는 열…