화재 위험 없고 충전 빠르고… ‘꿈의 배터리’ 기술개발 속도전

지난 3월 서울 강남구 코엑스에서 열린 인터배터리 전시회에 LG에너지솔루션이 공개한 차세대 배터리 샘플. LG에너지솔루션 제공

배터리업계 글로벌 기업들이 전고체 배터리 양산을 위한 기술 개발에 속도를 붙인다. 가시권 밖에 있던 양산 시점을 정확히 공개하는 기업도 늘고 있다.

전고체 배터리는 차세대 배터리를 언급할 때 빠지지 않고 등장한다. 현재 배터리에 적용되는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체해 화재 위험을 현저히 낮춘 배터리가 전고체 배터리다. 배터리 무게와 부피를 줄여 에너지 밀도를 높일 수 있어 전기차 생태계를 바꿀 ‘게임체인저’로 주목 받는다. 하지만 그만큼 개발이 어려워 ‘꿈의 배터리’라고도 불린다.



18일 전기차용 배터리 시장조사업체인 SNE리서치에 따르면 프랑스 볼로레의 자회사 ‘블루솔루션’은 2020년 전고체 배터리를 선보이고 에너지저장장치(ESS) 등에 낮은 사양의 전고체 배터리를 적용하고 있다. 대만의 플롤로지움은 올해 안에 전고체 배터리를 상용화해 가전과 ESS, E-모빌리티 등에 적용할 예정이다.

한국에서는 LG에너지솔루션이 오는 2026년까지 고분자계 전고체 배터리를, 2030년까지 황화물계 전고체 배터리를 상용화한다는 목표를 제시했다. 배터리 업계에서 유일하게 고분자계와 황화물계를 동시에 개발하고 있는 것이다.

LG에너지솔루션은 현재 미국과 한국에서 오픈이노베이션(대학, 연구소 등의 외부 기관들과 내부자원을 공유·협업하면서 새 기술·제품 등을 만드는 제도)을 운영하며 활발한 연구 개발을 진행 중이다. 올해 안에 독일에도 거점을 마련해 전고체 배터리 양산 시간표를 앞당길 계획이다. 김제영 LG에너지솔루션 상무는 “황화물계 전고체 전지 양산을 위해 넘어야 할 허들이 너무 많다”면서도 “우리 자원만으로 문제를 풀기에는 시간이 너무 많이 걸려 오픈이노베이션을 통해 전 세계 연구진과 협력하고 있다”고 전했다.

삼성SDI는 최근 경기도 수원 SDI연구소에 6500㎡ 규모의 전고체 전지 파일럿 라인을 착공했다. 삼성SDI는 파일럿 라인을 중심으로 2023년 소형 배터리, 2025년 중·대형 배터리의 전고체 관련 기술 검증을 마칠 방침이다. 본격적인 양산 시점은 2027년이다.

김대기 SNE리서치 부사장은 “지난해까지만 해도 기업들에 전고체 배터리 양산 시점을 물으면 2020년대 후반이라고 답했으나 최근에는 연도를 못 박아 오픈하는 기업들이 늘었다”며 “2024~25년에 양산을 시작하는 업체들이 생길 것”이라고 말했다.

이어 “전고체 배터리는 먼저 소형 IT/ESS용으로 먼저 활용되다 2025년부터 전기차용으로 활용될 것이다. 전고체 배터리 수요는 2025년부터 본격화돼 2030년에는 올해(2.1GWh)의 80배 수준인 160.1GWh로 늘어날 것”이라고 내다봤다.

황인호 기자 inhovator@kmib.co.kr

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