제4차 산업혁명이 진행되면서 특허를 둘러싼 글로벌 기업 간의 경쟁은 더욱 치열해지고 있습니다. 특허는 기업의 권리를 넘어 미래를 담보하는 핵심 경쟁력이기 때문입니다. 오늘은 LG화학이 글로벌 Top5 기업으로 도약할 수 있도록 특허 경쟁력을 높이고 있는 각 사업본부의 ‘특허왕’을 소개하려고 합니다.
차세대 전지 프로젝트 이정필 책임은 배터리연구소에서 최근 4년 연속해서 상을 받았습니다. 배터리연구소는 매년 국내 특허 다출원 발명자 및 다출원 발명팀을 선정해 시상합니다. 이정필 책임이 지난 4년간 출원한 국내특허는 54건, 해외특허는 83건 등으로 모두 137건입니다.
이정필 책임은 포닥(박사 후 연구원)을 마치고 2014년 입사했는데요. 2016년부터 차세대 전지 연구에 집중했습니다. LG화학은 현재의 성공에 머무르지 않고, 차세대 전지에 대한 연구도 꾸준히 진행 중입니다.
이정필 책임의 주된 연구 분야는 전고체 전지입니다. 전고체 전지는 배터리 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체하는 전지입니다. 높은 안전성이 장점으로 꼽히는데요. 일본 시장조사 업체 후지경제연구소에 따르면 전 세계 전고체 전지 시장 규모는 오는 2035년 약 28조 원 규모로 예상됩니다. 다만 아직은 넘어야 할 산이 많습니다. 전고체 전지 배터리 셀의 성능이 현재 상용화된 전지와 비교했을 때 부족한 면이 있기 때문입니다. 이정필 책임은 주행거리, 효율성을 최대한 끌어올려 최고의 성능을 갖춘 전고체 전지를 개발하는 데 더 집중할 예정이라고 합니다.
이정필 책임은 이렇게 말합니다.
“제가 하는 연구는 향후 5년, 10년 미래를 내다보며 해야 하는 것들이 대부분입니다. 그러다 보니 아이디어 구상에만 머무르지 않고, 실제로 제품으로 구현될 수 있도록 발전시키는 게 중요합니다. 이때, 아이디어의 효용성을 확인하는 연구가 정확하게 이뤄져야 다음의 목표나 구체적인 연구방향을 결정할 수 있습니다.”
이정필 책임이 연구하는 전고체 전지의 경우 양극과 음극을 분리하는 ‘고체 전해질막’이 두꺼운 게 취약점으로 꼽힙니다. 이렇게 되면 에너지 밀도가 낮아져 전지의 성능이 떨어질 수 있습니다. 이에 다공성 폴리머 기재(수십~수백 나노미터 정도의 구멍이 뚫려 있는 얇은 고분자 막)와 고체 전해질을 혼합해 ‘고체 전해질막’은 얇게 만들고, 강도는 유지하는 방식을 연구해 2018년 특허를 출원했습니다. 해당 특허는 국내뿐 아니라 유럽, 중국, 일본에도 해외 출원을 진행했습니다.
이정필 책임은 특허를 출원하기까지 기존에 유사한 선행연구들을 피해 그들만의 특허를 내기 위해 특허팀과 많은 시간을 논의했다고 합니다. 이정필 책임에게 특허 비법을 묻자 ‘자유시간 30분’ 이라는 의외의 답변을 들었습니다. 이정필 책임은 업무를 시작하기 전 30분은 자유시간을 갖는다고 합니다. 연구와 관련된 개인적인 호기심이나 그 동안의 연구결과 등을 정리하는 혼자만의 시간을 보내는 것인데요. 업무시간이 시작되면 아무래도 업무에 관련된 일에만 갇혀 생각할 수밖에 없기 때문에 자유롭게 생각할 수 있는 시간을 확보하는 게 연구에 도움이 된다고 합니다.
더불어 이정필 책임은 재료학을 전공한 경험이 배터리 기술을 개발하는 데 큰 도움이 됐다고 합니다. 고분자, 메탈 등 다양한 재료를 공부했던 경험을 바탕으로 차세대 전지를 개발할 때 각각 재료의 특성에 맞게 디자인을 다르게 적용하는 등 새로운 시각에서 배터리 연구를 할 수 있었다는 것입니다. 이제 이정필 책임의 꿈은 실험실 안에 있는 전고체 전지가 전기차에 탑재돼 도로 위를 달리는 모습을 보는 것입니다. 그는 기술적 측면에서 전고체 전지의 상용화 가능성 테스트도 진행하고 있으며, 앞으로도 기술 관련 특허에만 머무르지 않고, 전고체 전지 공정 과정과 관련된 특허를 내는데도 매진할 계획입니다.
“호랑이는 죽어서 가죽을 남기고, 사람은 죽어서 이름을 남긴다.” 누구나 한 번쯤 들어봤을 만한 속담입니다. 그렇다면 연구원은 죽어서 무엇을 남길까요? 이 질문에 자신 있게 ‘특허’라고 말하는 연구원이 있습니다. 바로 배터리연구소 고용량 전지 프로젝트의 권요한 책임입니다. 권요한 책임이 현재까지 출원한 국내 특허(주발명자 기준)는 108건으로 전지사업본부에서 가장 많습니다. 해외에 등록한 특허는 450건에 달합니다.
그의 특허 대부분은 플렉서블(flexible) 전지와 차세대 고용량 전지와 관련돼 있습니다. 2010년 국책 과제로 진행하면서 플렉서블 전지 개발을 시작했으며, 휘어지고 구부러지는 플렉서블 전지를 만들기 위한 전극 기술, 전지 구조 설계, 외장재 기술 등과 관련된 특허를 출원했습니다. 동시에, 차세대 고용량 전지 개발에 참여하면서 전지 에너지밀도 증가 및 수명 개선을 위한 Si 소재/전극 기술, 고에너지/고밀도 전극 설계 등과 관련된 특허 출원을 진행해 왔습니다.
아이디어를 많이 내서 특허 실적을 올리자고 독려하는 팀 분위기 속에서 권요한 책임은 1년에 20건 이상의 특허 출원을 해보자는 개인적인 목표를 세웠습니다. 이 목표를 이루기 위해 노력하다 보니 자연스럽게 수백 건의 특허를 낼 수 있었다고 합니다.
그에게도 특허 출원 비결을 물었을 때 대답하기를 ‘머릿속 시뮬레이션’이라고 하는데요. 연구과제가 생기면 본격적인 실험에 들어가기에 앞서 ‘이 문제를 어떻게 하면 풀 수 있을까?’를 충분히 생각하고 고민한다고 합니다. 머릿속으로 실험을 해보고, 논리를 세워보는 과정을 통해 구체적인 연구 방향을 잡아 나가는 것입니다. 권요한 책임은 주중에 대부분의 시간 동안 시뮬레이션을 통해 연구 방향을 생각하며 아이디어를 발전시키고 결론적으로 특허라는 그림을 그리고 있습니다.
권요한 책임의 꿈은 LG화학이 전지에서 독보적인 세계 1등 자리를 확고히 할 수 있도록 돕는 것입니다. 그는 끊임없는 아이디어 발굴과 전지 기술 개발을 통해 남들이 따라 할 수 없는 우리만의 가치와 혁신 기술을 만들 수 있는 리더로 성장하고 싶다는 포부를 밝혔습니다.
LG화학이 보유 중인 국내외 특허 건수는 빠른 속도로 증가하고 있습니다. 본사 누적 특허 건수는 2020년 3월 중순 기준으로 6만 3,034건에 이르며 지난 10년 사이 4배 규모로 늘어났습니다. 세계지식재산권기구(WPO)가 최근 발표한 ‘2019년 국제특허 출원 보고서’에 따르면 국제특허 출원 11위를 LG화학이 기록했습니다. 화웨이, 미쓰비시전기. 퀄컴 같은 글로벌 IT 회사들이 1~10위를 대거 차지한 가운데 글로벌 화학기업 중에 가장 높은 순위입니다. LG화학의 특허 출원 순위는 2017년 25위, 2018년 20위, 2019년 11위로 매년 급상승 중입니다. 본사 특허 경쟁력은 경쟁업체와의 특허 분쟁 대응 능력, 특허 협상 및 라이센싱을 통한 지식재산 활용, 특허 통계 분석을 통한 지식재산의 전략적 운영 관리 능력 부분에서 높은 평가를 받았습니다. 구체적으로는 ‘전사적 특허경영 시스템’을 구축해 개발 초기부터 사업화 단계까지 실시간으로 특허 이슈에 대응하고 있으며 대부분의 특허 관련 업무는 데이터화했습니다. 이를 통해 LG화학은 귀중한 지식재산 산출물에 대한 관리 효율을 높이고 있습니다.
LG화학 전지사업본부 특허왕 두 분의 이야기와 LG화학이 이룬 성과! 어떠셨나요? 앞으로도 무궁무진하게 펼쳐질 그들의 연구 활동과 LG화학의 특허 경영 운영을 눈여겨 봐주세요. 다음 시간에는 또 다른 특허왕의 이야기로 돌아오겠습니다.
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