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| 삼성SDI 배터리 생산라인 관계자들이 생산된 제품을 살펴보고 있다. (사진제공=삼성SDI) |
한국산 자동차 배터리에 대한 리콜 사태가 이어지면서 K-배터리 업체들이 배터리 기술 고도화 전략을 통한 정면 돌파에 나섰다. 특히 꿈의 배터리로 불리는 ‘전고체 배터리’ 기술을 선점하기 위한 연구개발이 활발하다.
현재 배터리 시장은 리튬이온 배터리를 중심으로 형성돼 있지만, 전문가들은 앞으로는 ‘전고체 배터리’ 중심으로 시장이 재편될 것으로 보고 있다.
최근 국내 배터리의 화재 리스크가 연달아 불거졌다. 최근 LG에너지솔루션 배터리가 장착된 현대자동차의 전기차(3종) 8만2000대가 리콜 조치돼는 사태가 발생했다. 포드와 BMW의 전기차 약 5만여 대가 리콜에 들어갔는데, 모두 삼성SDI의 배터리가 탑재된 차종인 것으로 알려졌다.
전고체 배터리는 화재 위험 없어 현재 리튬이온 배터리의 약점을 극복할 대체재로 주목받고 있다. 리튬이온 배터리 내 전해질은 열폭주로 인한 발화 위험성을 띤다. 이에 비해 전고체 배터리는 고체 상태 전해질을 사용해 전해질 누액으로 인한 위험이 없다.
전고체 배터리는 특히 에너지밀도가 높고 충전 시간이 짧아 전기차용 배터리로 주목 받는다. 전기차 경쟁력은 주행거리에 달려있다고 해도 과언이 아닌데, 이는 배터리 용량에 의해 좌우된다. 전고체 배터리는 에너지 밀도가 높아 1회 충전으로 800km이상 주행할 수 있다.
이런 가운데 전고체 배터리 기술 선점에 대한 국내 배터리 3사의 물밑 경쟁이 치열하다.
삼성SDI는 오는 2027년까지 전고체 배터리를 양산할 계획 아래 활발한 전고체 연구활동을 펼치고 있다. 삼성전자 종합기술원은 지난해 3월 1회 충전으로 800km이상 주행할 수 있고 1000회 이상 충·방전이 가능한 전고체 배터리 연구결과를 공개했다. 전고체 배터리 상용화의 난제 가운데 하나인 수지상결정 현상을 해결한 ‘석출형 리튬음극 기술’ 개발에 성공하기도 했다.
LG에너지솔루션은 전고체 배터리를 2028년~2030년 상용화하는 것을 목표로 설정했다. 현재 고분자계 전해질을 사용한 전고체 개발에 집중하고 있다. 고분자계 전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리 공정을 활용해 생산이 가능하다는 장점이 있다.
SK이노베이션은 전고체 배터리의 한 종류인 리튬메탈 배터리 개발에 힘을 쏟고 있다. 리튬메탈 배터리는 리튬이온배터리의 에너지 밀도 한계치인 800Wh/L을 1000Wh/L까지 끌어올릴 수 있다. 또 2019년 노벨상 수상자인 존 굿이너프 미국 텍사스대 교수와 손을 잡고 수지상결정 문제를 해결할 계획이다.
홍보영 기자 by.hong2@viva100.com
