[서울파이낸스 박시형 기자] 이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대차그룹 수석부회장이 만난지 불과 이틀만인 지난 23일 삼성SDI가 2027년 전고체배터리 상용화 계획을 발표했다. 구광모 LG그룹 회장과 최태원 SK그룹 회장도 정 수석부회장과 만나 차세대 배터리에 대해 논의한 것으로 알려졌다.
24일 관련업계에 따르면 국내 배터리 3사는 전기차 등에 사용될 차세대 배터리 개발에 열을 올리고 있다. 현재 가장 주목받고 있는 차세대 배터리는 상용화 시기가 가장 빠른 삼성의 전고체 배터리다.
현재 일반적으로 사용되는 리튬이온 배터리는 양극과 음극, 그 사이를 가로막는 분리막, 액체 상태로 채워진 전해질로 구성돼있다. 리튬이온이 전해질을 타고 양극과 음극 사이를 이동하면 전기가 만들어진다.
그런데 이 액체 상태의 전해질이 열에 의해 팽창하거나 외부 충격이 발생해 밖으로 새어나오면 화재나 폭발로 이어질 수 있다. 이 때문에 리튬이온 배터리는 안정적인 관리를 위해 배터리셀 외에도 모듈 등 관련 부품들을 부착해 하나의 배터리 팩으로 만들고 있다.
전고체 배터리는 전해질이 고체로 이뤄져있다. 액체 전해질일 때 필요했던 분리막이 사라져 크기가 지금보다 더 작아질 수 있다. 외부 충격이나 열에도 강해 리튬이온 배터리보다 안정성이 훨씬 높다. 그렇다보니 모듈 등 추가로 붙어있던 부품을 제거하고 배터리 셀을 채워넣어 용량을 높일 수 있다.
지금 출시되고 있는 전기차들은 배터리를 최대한 많이 채워넣는 방법으로 주행거리를 늘리고 있다. 배터리가 늘어난다는 건 차량의 무게가 무거워진다는 의미고, 당연히 효율도 떨어진다. 누액이 발생하거나 차량 사고가 발생하면 폭발·화재로 이어져 인명피해가 발생할 가능성도 높다.
이 때문에 전고체 배터리는 전기차 시장에서 '꿈의 배터리'로 불린다. 현대차도 전고체 배터리 관련 전담 부서를 운영하고, 관련 스타트업에 투자하는 등 개발을 진행중이다.
삼성SDI는 지난 3월 한 번 충전하면 800㎞를 주행할 수 있는 수준의 전고체 배터리를 개발했다. 전기차 배터리 시장조사 업체인 SNE리서치는 전고체 배터리의 본격적인 양산이 이뤄질 2030년 경에는 비중이 10% 수준으로 늘어날 걸로 전망했다.
LG화학은 전고체 배터리 외에도 리튬-황(Li-S) 배터리를 차세대 배터리로 개발하고 있다. 리튬황 배터리의 에너지밀도는 이론적으로 리튬이온 배터리(1㎏당 600Wh)보다 4배 이상 높은 1㎏당 2600Wh다. 전기차의 주행거리가 지금보다 4배 이상 길어지는 셈이다. 또 희귀 금속을 사용하지 않아 가격 경쟁력도 우위에 있다. LG화학은 2030년을 목표로 기술을 개발중이다.
SK이노베이션은 리튬이온 배터리의 음극재인 흑연·실리콘을 리튬 메탈로 대체해 에너지밀도를 1리터당 1000Wh 이상 향상시킨 리튬 메탈 배터리를 개발중이다.
SK이노베이션 관계자는 "리튬 메탈을 비롯한 다양한 차세대 기술에 대해서 연구개발을 진행하고 있다"며 "다만 향후 기술 개발과 더불어 시장성을 종합적으로 검토해야 하기 때문에 상용화 시기에 대해서는 구체적으로 논하기 어렵다"고 말했다.
