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전고체 배터리 전기차
2027년에 볼 수 있다
2027년에 볼 수 있다
꿈의 배터리로 불리는 전고체 배터리가 시장 진출을 선언했다. 그 주인공으로 손꼽히는 우리나라 대표 배터리 기업. 이들이 발표한 상용화 일정은 2027년이다. 전고체 배터리는 안정적이고 밀도가 높아 주행거리 1000km 이상 전기차도 가능해질 것으로 예상된다.
word <한국경제> 고윤상 기자
이건희 전 삼성 회장은 항상 신사업에 대해 2가지 질문을 했다고 한다. “1등 할 수 있느냐?”, “뭘 도와주면 되느냐?” 이 질문이 오늘의 삼성그룹 문화를 만들었다고 해도 과언이 아니다. 메모리
반도체 삼성전자, 바이오 CMO 분야의 삼성바이오로직스 모두 각 분야 1위가 됐다.
삼성SDI는 삼성에서 배터리 분야를 맡고 있다. 후발주자였다. 중국의 닝더스다이(CATL), 한국의 LG에너지솔루션·SK온 등 경쟁자들 사이에서 1등은 어렵다는 게 중론이었다. 글로벌 트렌드를 따라가는 정도에 그치는 것 아니냐는 의구심도 있었다. 배터리 산업은 막대한 투자를 필요로 하는데, 삼성은 반도체에 집중투자해야 해 추가 여력이 없다는 시각도 나왔다. 하지만 지난 3월에 열린 국내 최대 배터리 전시회 ‘2024 인터배터리’에서 삼성SDI가 내놓은 포부는 시장의 반응을 흔들기 시작했다. 다른 배터리 회사들이 쉽게 상용화하지 못할 것으로 보고 있는 전고체 배터리 분야에서 괄목할 만한 계획표를, 그것도 업계 예상보다 더 빠른 날짜를 들고 나왔기 때문이다. “우리는 아직 1위의 꿈을 갖고 있다”라는 포효에 삼성SDI를 보는 시선이 달라졌다.
삼성SDI는 삼성에서 배터리 분야를 맡고 있다. 후발주자였다. 중국의 닝더스다이(CATL), 한국의 LG에너지솔루션·SK온 등 경쟁자들 사이에서 1등은 어렵다는 게 중론이었다. 글로벌 트렌드를 따라가는 정도에 그치는 것 아니냐는 의구심도 있었다. 배터리 산업은 막대한 투자를 필요로 하는데, 삼성은 반도체에 집중투자해야 해 추가 여력이 없다는 시각도 나왔다. 하지만 지난 3월에 열린 국내 최대 배터리 전시회 ‘2024 인터배터리’에서 삼성SDI가 내놓은 포부는 시장의 반응을 흔들기 시작했다. 다른 배터리 회사들이 쉽게 상용화하지 못할 것으로 보고 있는 전고체 배터리 분야에서 괄목할 만한 계획표를, 그것도 업계 예상보다 더 빠른 날짜를 들고 나왔기 때문이다. “우리는 아직 1위의 꿈을 갖고 있다”라는 포효에 삼성SDI를 보는 시선이 달라졌다.
지난 3월 서울 코엑스에서 열린 ‘2024 인터배터리’.
삼성SDI 부스에 자사 배터리를 활용한 배터리팩 콘셉트 모델이 전시됐다.
삼성SDI 부스에 자사 배터리를 활용한 배터리팩 콘셉트 모델이 전시됐다.
효율 높고 안전한 전고체 배터리
이차전지는 대부분 리튬이온전지를 쓴다. 전지는 전자의 이동으로 생기는 에너지를 전기에너지로 만드는 장치다. 전자를 내보내고 싶어 하는 물질은 양극, 전자를 얻고 싶어 하는 물질은 음극에
놓는다. 각각 양극재, 음극재가 된다. 물이 높은 곳에서 아래로 흐르며 위치에너지를 쓰는 것처럼 전자도 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하며 전기에너지를 발생시킨다. 리튬은 알칼리성 금속으로
전자를 쉽게 내놓는다. 양극에서 전자가 음극으로 가면 방전, 음극에서 전자가 양극으로 돌아가면 충전이 된다. 그 통로가 전해질이다. 그동안 배터리의 전해질은 액체였다. 액체는 불안하기 때문에
분리막과 냉각 등을 위한 공간이 필요하다.
하지만 고체는 안정적이고 밀도가 높다. 가연성의 액체 전해질이 사라지면 고체 전해질 자체가 분리막 역할을 하고 온도에도 덜 민감해진다. 공간이 생긴 만큼 에너지밀도는 높아진다. 전고체 배터리는 더 용량이 많고, 추운 겨울에도 효율이 떨어지지 않는다고 알려진 이유다. 상용화만 된다면 주행거리 1000km 이상 가는 전기차가 나올 수 있다고 전문가들은 설명한다.
하지만 고체는 안정적이고 밀도가 높다. 가연성의 액체 전해질이 사라지면 고체 전해질 자체가 분리막 역할을 하고 온도에도 덜 민감해진다. 공간이 생긴 만큼 에너지밀도는 높아진다. 전고체 배터리는 더 용량이 많고, 추운 겨울에도 효율이 떨어지지 않는다고 알려진 이유다. 상용화만 된다면 주행거리 1000km 이상 가는 전기차가 나올 수 있다고 전문가들은 설명한다.
전고체 배터리 상용화의 난제들
몇 가지 난제가 있다. 전기차 수요 자체에 대한 우려다. 유럽은 전기차 수요가 둔화하고, 메르세데스-벤츠 등이 내연기관을 더 생산하겠다는 계획을 내놓으면서 전기차 시장을 얼어붙게 했다.
미국도 고금리 영향으로 전기차 수요가 둔화했다. 업계에서는 이 같은 둔화가 가격 하락 등을 통한 시장 확대기 전에 나타나는 전형적 현상이라고 보고 있다.
두 번째는 전고체 배터리 자체 문제다. 전고체는 전해질이 고체가 되기에 저항을 많이 받을 수밖에 없다. 해결해야 할 기술적 난제가 많다. 전고체 배터리 내부에 생기는 덴트라이트(일종의 돌기) 문제가 대표적이다. 상용화하더라도 가격경쟁력이 떨어진다. 5배 이상 비쌀 것이란 전망도 나온다. 규모의 경제가 일어나지 않는 영역이라 그렇다.
세 번째는 전고체 배터리 자체의 수요와 생산 능력이다. 2030년 기준 글로벌 배터리 수요는 약 4270GWh로 업계는 예상하고 있다. 전고체 전지 생산량은 149GWh에 불과하다. 극히 일부 전기차 모델에만 적용 가능하다. 양산이 시작되더라도 생산량을 늘리기 위해선 막대한 투자가 필요하다. 전고체 배터리가 아무리 뛰어나도 기존 공정에 대한 투자를 줄이거나 중단할 정도에 이를 것인가 하는 의구심이 들 수밖에 없다.
글로벌 전기자동차에 대한 수요가 둔화된 가운데, 한편에서는 전기자동차의 성장 자체에 대한 우려도 나오는 상황이다. 이에 전고체 배터리의 역할이 더 중요해졌다. 과연 전고체 배터리는 전기자동차 시장에 새로운 바람을 불어넣을 수 있을까 귀추가 주목된다.
두 번째는 전고체 배터리 자체 문제다. 전고체는 전해질이 고체가 되기에 저항을 많이 받을 수밖에 없다. 해결해야 할 기술적 난제가 많다. 전고체 배터리 내부에 생기는 덴트라이트(일종의 돌기) 문제가 대표적이다. 상용화하더라도 가격경쟁력이 떨어진다. 5배 이상 비쌀 것이란 전망도 나온다. 규모의 경제가 일어나지 않는 영역이라 그렇다.
세 번째는 전고체 배터리 자체의 수요와 생산 능력이다. 2030년 기준 글로벌 배터리 수요는 약 4270GWh로 업계는 예상하고 있다. 전고체 전지 생산량은 149GWh에 불과하다. 극히 일부 전기차 모델에만 적용 가능하다. 양산이 시작되더라도 생산량을 늘리기 위해선 막대한 투자가 필요하다. 전고체 배터리가 아무리 뛰어나도 기존 공정에 대한 투자를 줄이거나 중단할 정도에 이를 것인가 하는 의구심이 들 수밖에 없다.
글로벌 전기자동차에 대한 수요가 둔화된 가운데, 한편에서는 전기자동차의 성장 자체에 대한 우려도 나오는 상황이다. 이에 전고체 배터리의 역할이 더 중요해졌다. 과연 전고체 배터리는 전기자동차 시장에 새로운 바람을 불어넣을 수 있을까 귀추가 주목된다.
전기자동차에 대한 관심이 높아지며 국내 배터리 기업의 부스에도 많은 사람들의 발길이 이어졌다.
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