삼성SDI, ‘전고체 배터리’ 기술 각광… 800㎞ 주행거리 ‘잰걸음’
삼성SDI, ‘전고체 배터리’ 기술 각광… 800㎞ 주행거리 ‘잰걸음’
  • 고혜진 기자
  • 승인 2020.07.27 11:00
  • 수정 2020-09-11 22:35
  • 댓글 0

현시점 기술 개발 단계… 본격 상용화는 2027년 이후에나 예상

 

전기차용
전기차용 전고체 배터리 시장 전망. /SNE리서치 제공 

[한스경제=고혜진 기자] 삼성SDI가 전고체 배터리 기술력에 맞춰 잰걸음을 내고 있다. 최근 이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대차그룹 수석부회장이 두 번째로 회동 이후 삼성SDI의 전고체 배터리가 더욱 부각되는 양상이다.

27일 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 2023년부터 전기차용 전고체 배터리 수요가 증가해 2025년 이후 급격히 증가할 것으로 전망된다. 배터리 시장에서 전고체 전지가 차지하는 비중은 2025년 2%에서 2030년 10%까지 가파른 성장세를 보이고 있다.

전고체 배터리는 기존 리튬이온배터리의 양극과 음극 사이에 액체전해질과 분리막을 고체 전해질층으로 바꾼 전지다. 고체전해질로 분리막이 사라져 양극과 음극이 부딪칠 가능성이 없어 발화와 폭발 위험성이 줄어든다. 액체전해질의 한계를 개선해 전기차 배터리에 적합한 유망 제품으로 평가받는다.

특히 전고체 배터리는 전기차 시장에서 대형 용량으로 주목을 받고 있다. 현재 전기차 시장이 확대되면서 충전 후 주행거리가 중요해졌다. 현재 전기차는 대부분 리튬이온배터리가 탑재돼 평균 500㎞의 주행거리를 운행할 수 있다. 

하지만 전고체 배터리의 예상 주행거리는 리튬이온배터리의 약 2배 이상에 달한다고 업계는 관측했다. 리튬이온배터리는 충전에 수시간이 소요된다. 반면 전고체 배터리는 5분만에 80% 충전이 가능하다. 

실시간 데이터 처리가 필요한 자율주행. /삼성SDI 제공
실시간 데이터 처리가 필요한 자율주행. /삼성SDI 제공

또 자율주행차량은 전력 소모량이 크다. 실시간으로 정보를 주고 받아 급격하게 전력 사용량이 증가하므로 배터리 용량은 중요한 상황이다. 이에 배터리 기업들이 전고체 배터리를 최종 목표로 기술 개발에 공을 들이고 있다.

삼성SDI는 전고체 배터리 역량을 키우는데 한창이다. 삼성SDI는 앞서 지난 2013년부터 모터쇼나 배터리 관련 전시회에서 중장기 전고체 배터리 기술을 선보인 바 있다.

지난 3월에는 학술지 ’네이처 에너지’를 통해 전고체 배터리 관련 신기술을 공개했다. 전고체 배터리의 덴드라이트 문제를 해결하는 석출형 리튬음극 기술을 개발한 것이다.

덴드라이트는 배터리를 충전할 때 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체되며 나타나는 결정체를 말한다. 이 결정체가 배터리의 분리막을 훼손해 배터리 수명과 안전성이 낮아진다.

이에 따라 삼성SDI는 전고체 배터리 음극에 5마이크로미터 두께의 은-탄소 나노입자 복합층을 적용해 배터리 음극 두께를 얇게 만들었다. 리튬이온전지 대비 크기는 절반으로 줄여 에너지 밀도를 높였다. 

업계에서는 전고체 배터리에 대해 조심스러운 반응이다. 리튬이온배터리를 대체할 만한 수준 개발이 이뤄지지 않았고 가격이 비싸 전고체 배터리 양산은 2025년 이후에나 가능할 것으로 전망한다는 업계의 입장이다.

삼성SDI 관계자는 이와 관련 “삼성전자 종합기술원이 1회 충전으로 주행거리 800㎞, 1000회 이상 충방전이 가능한 전고체 배터리 연구결과를 발표한 적이 있다”며 “전고체 배터리 상용화는 2027년 이후를 예상하고 있으나 현재 개발 중에 있어 상황에 따라 상용화 시점이 달라질 수는 있다”고 말했다.


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