‘꿈의 배터리’ 전고체 배터리 상용화에 박차 가하는 업계

전기차 배터리 그래픽. 국민일보DB

글로벌 배터리 업계와 완성차 업체들이 전고체 배터리 상용화를 위해 연구개발 경쟁에 박차를 가하고 있다. 특히 최근 전기차 화재 등 배터리 안전성 이슈가 떠오르며 전고체 배터리가 안전성 및 성능 면에서 리튬이온 배터리의 대체재가 될 수 있을지 관심이 모이고 있다.

전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체가 아닌 고체로 대체한 배터리로, 현재 전기차에서 주로 사용되는 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도를 향상시키고 안전성도 강화할 수 있는 차세대 배터리라는 평가를 받는다.

LG에너지솔루션과 미국 샌디에이고 대학교(UCSD)가 공동 개발한 상온 구동 장수명 전고체 전지의 충전 진행 과정을 설명하고 있다. LG에너지솔루션 제공

LG에너지솔루션은 최근 미국 샌디에이고 대학교와 공동 연구를 통해 기존 60도 이상에서만 충전이 가능했던 기술적 한계를 넘어 25도 이상 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다고 밝혔다. 회사 측은 실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충방전 수명이 500회 이상인 건 처음이라고 설명했다.

삼성SDI는 현재 개발 중인 차세대 전고체 배터리를 이달 초 국제전기자동차엑스포에서 선보였다. 삼성SDI는 2025년 전고체 배터리 기술개발을 완료해 2027년 상용화를 이룬다는 목표다. 회사 측은 2027년에 양산되는 첫 전고체 배터리는 1회 충전시 주행거리가 900㎞에 이를 것으로 보고 있다. 삼성전자 종합기술원도 지난해 3월 1회 충전으로 주행거리 800㎞, 1000회 이상 충방전이 가능한 전고체 배터리 연구결과를 ‘네이처 에너지’에 공개했다.

SK이노베이션은 리튬이온 배터리의 음극재 소재인 흑연·실리콘을 금속물질로 대체한 리튬메탈 배터리를 노벨화학상 수상자인 존 굿이너프 미국 텍사스대 교수와 연구 중이다. SK㈜는 차세대 배터리 개발사 솔리드에너지시스템(SES)에 지분 투자를 통해 리튬메탈 배터리 개발 및 양산에 참여하고 있다.

완성차 업체에서도 전고체 배터리 상용화를 위한 연구개발이 활발하다. 일본 도요타는 최근 공식 유튜브 채널에 전고체 배터리를 탑재한 전기차 시제품의 주행 영상을 공개하며 자막으로 “세계 최초의 전고체 배터리 장착 프로토타입 자동차”라고 밝혔다. 도요타는 전고체 배터리 탑재 자동차를 지난해 6월 개발했으며, 지난해 8월 공식 번호판을 받았다고 설명했다.

다만 업계에서는 리튬이온 배터리에 비해 높은 가격 등으로 인해 전고체 배터리 대량 양산에 이르기까지는 여전히 기술적인 문제가 해결돼야 할 것으로 보고 있다.

김지애 기자 amor@kmib.co.kr

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