배터리 업계, 고체 전해질 개발 '몰두'···상용화 빨라지나
배터리 업계, 고체 전해질 개발 '몰두'···상용화 빨라지나
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LG에너지솔루션의 전고체 배터리 소개 영상 중 일부 (사진=서울파이낸스DB)
LG에너지솔루션의 전고체 배터리 소개 영상 중 일부 (사진=서울파이낸스DB)

[서울파이낸스 박시형 기자] 차세대 배터리인 전고체 배터리 상용화에 배터리 업계가 속도를 내고 있다.

22일 업계에 따르면 LG에너지솔루션과 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리 생산 업체들은 리튬이온배터리의 한계를 뛰어넘는 고체 전해질의 배터리 개발에 몰두하고 있다. 2030년 이후에나 본격화할 것 같았던 양산시기도 최근에는 점점 당겨지고 있다.

LG에너지솔루션은 최근 2026년까지 600Wh/L 용량을 가진 고분자계 전고체 전지를 개발, 상용화한다는 목표를 세웠다. 고분자계 전고체 배터리는 액체 전해질과 비슷한 구조라 기존 생산설비를 활용할 수 있고, 공정이 단순해 상용화 시기를 당길 수 있다.

LG에너지솔루션은 2030년에는 고분자계 전고체 배터리 비중이 전체 전고체 배터리의 65%이 이를 것으로 판단하고, 시장에 먼저 진입해 선제 대응한다는 계획이다.

이후 기술적 특성이 가장 우수한 황화물계 전고체 배터리를 2030년까지 상용화할 예정이다. 황화물계 전고체는 수분과 닿으면 황화수소가 발생하고, 높은 가압조건에서만 활용되는 등 아직은 해결해야 할 부분이 많다.

LG에너지솔루션 관계자는 "전고체 기술개발을 지속적으로 노력하고 있고, 오픈이노베이션을 통해 기술을 리딩해가고 있다"며 "전고체 전지 기술 개발을 통해 향후 더 안전하고 에너지밀도가 더 높은 제품 개발을 진행할 예정"이라고 말했다.

삼성SDI는 지난 3월 경기도 수원 연구소 내에 'S라인'이라고 불리는 전고체 배터리 파일럿 생산 라인을 짓기 시작했다. 파일럿 라인에는 전고체 배터리 전용 극판과 고체 전해질 공정 설비, 셀조립 설비 등 전용 설비들로 채워질 예정이다. 

삼성SDI는 전고체 배터리에 관한 특허를 국내 업체 중에서는 가장 많이 보유하고 있는 곳이기도 하다.

'S라인'을 통해 삼성SDI는 전고체 전지 연구 성과와 생산기술까지 확보하고, 2023년 소형배터리, 2025년 전기차 등에 들어가는 중·대형 배터리 기술 검증을 마칠 계획이다. 본격적인 양산은 2027년부터 시작한다.

SK온은 비교적 늦은 2030년 양산을 목표로 하고 있다. 미국의 전고체 배터리 스타트업 '솔리드파워'에 3000만달러(한화 약 350억원)을 투자하고 공동으로 전고체 배터리를 개발 중이다. 

솔리드파워는 실차 검증을 위해 연말까지 완성차 업체인 BMW와 포드에 전고체 배터리 시제품을 공급하기로 했다. 더그 캠벨 솔리드파워 CEO는 2026년 양산에 돌입하는게 목표라고 밝히기도 했다.

SK온의 모회사인 SK이노베이션은 고무형태 고분자 전해질을 개발해 네이처(Nature)에 논문이 소개된 이승우 조지아 공대(Georgia Tech) 교수진과 협력해 전고체 배터리를 개발하기로 했다. 이 교수가 개발한 고체 전해질의 이온전도도는 기존보다 100배 향상된 것으로 알려졌다.


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