전기차 발화 공포 확산…안전성 높인 '전고체 배터리' 상용화 언제?

송고 2024.08.13 10:59 | 수정 2024.08.13 11:07
EBN 김신혜 기자 (ksh@ebn.co.kr)

해결책은 폭발 위험 낮춘 '차세대 배터리' 개발…전고체 주목도↑

삼성SDI 2027년 양산 전망…LG에너지솔루션·SK온 2030년 목표

삼성SDI가 인터배터리 2023에서 공개한 전고체 배터리 모형.ⓒ삼성SDI

최근 잇단 전기차 화재로 배터리 안전성에 대한 논란이 커진 가운데 전해질을 휘발성 액체가 아닌 안정된 고체로 바꾼 ‘전고체 배터리’가 주목받고 있다. 주요 업체들의 배터리 화재 예방 기술이 나날이 고도화하고 있지만 업계는 폭발 위험을 낮춘 차세대 배터리 개발을 궁극적인 해결책으로 보고 있다.

13일 업계에 따르면 전고체 배터리는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체해 안전성과 성능면에서 진일보한 차세대 배터리다.

특히 외부 충격이 가해지더라도 양극과 음극 사이를 고체 상태의 전해질이 차단하고 있기 때문에 양극과 음극이 직접 맞닿을 가능성이 크게 줄어든다.

문학훈 오산대 미래전기자동차과 교수는 지난 12일 MBC 라디오 '김종배의 시선집중'에서 "리튬이온 배터리 내부에는 전해질이라는 액체가 있는데 화학 작용에 의한 내부 쇼트 발생 가능성 있어 전고체 배터리로 넘어가야만 안정화될 수 있다"고 설명했다.

국내 배터리 업계는 화재 위험을 줄인 전고체 배터리 개발에 사활을 걸고 있다. 가장 앞선 기업은 삼성SDI다.

삼성SDI는 지난해 전고체 배터리 파일럿 라인 구축을 마쳤으며 2027년 양산을 목표로 하고 있다. 손미카엘 삼성SDI 부사장은 최근 2분기 실적 컨퍼런스콜에서 "현재 전고체 샘플 단계에서 개발 로드맵상 계획했던 성능 수준을 확보한 상황"이라며 "고객들도 전반적으로 전고체 샘플에 대해 긍정적인 피드백을 주고 있다"고 언급했다.

이어 "하반기에는 생산 공법 확정과 일부 초기 시설 투자를 진행하고 크기·용량을 확대한 다음 단계의 샘플을 생산·공급할 예정"이라고 밝혔다.

LG에너지솔루션은 2030년 상용화를 목표로 전고체 배터리를 개발 중이다. LG에너지솔루션은 2026년 고분자계 전고체 배터리를 먼저 상용화하고 2030년에는 황화물계 전고체 배터리를 선보일 계획이다.

정근창 LG에너지솔루션 부사장은 지난달 'SNE 배터리 데이 2024'에서 "건식 공정을 이용한 전고체 배터리 개발에 있어서는 앞서 있다고 생각한다"며 "기존에 갖고 있는 파우치셀 적층 기술과 설비 등을 활용하면 누구보다 빨리 상업화하고 스케일업을 할 수 있지 않을까 기대하고 있다"고 말했다.

후발주자인 SK온도 오는 2030년 상용화를 목표로 한다. SK온은 황화물계 고체전해질, 고분자-산화물 복합 고체전해질을 활용한 두 가지 종류의 전고체 배터리를 개발 중이다.

전고체 배터리 분야에서 K배터리와 경쟁 중인 기업으로는 일본의 도요타가 있다. 도요타도 오는 2027년~2028년 상용화를 목표로 전고체 배터리를 개발 중이다.

다만 전고체 배터리의 비싼 가격이 상용화의 걸림돌이라는 지적도 제기된다. 업계 관계자는 "향후 생산능력이 확대되면 가격도 함께 내려갈 것으로 예상한다"며 "전고체 배터리의 상용화가 전기차 대중화 시대를 앞당길 것"이라고 말했다.

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