꿈의 전지 - '전고체 배터리' 현황과 전망

전고체 배터리란

리튬-이온 배터리와 리튬-황 배터리 출처 : LG에너지솔루션

전고체 배터리(ASSLB)는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 고체로 대체해 화재나 폭발 위험성이 적고 에너지 밀도가 높아 리튬 이온 배터리의 두 배 이상의 에너지를 저장할 수 있다.

리튬 이온의 가역적 환원을 통해 에너지를 저장하던 리튬 이온 배터리(LIB)는 전기차를 운용하기에는 안전성과 용량면에서 한계를 보였다. 가연성인 액체 전해질은 누출과 화재 위험성을 지녔고 안전을 위한 부품은 공간을 많이 차지했다. 이를 보완하기 위해 등장한 것이 '전고체 배터리'다.

전고체 배터리 개발 현황

 

일본

전고체 배터리 기술의 원조는 일본 도요타자동차다. 이미 2021년 도쿄 올림픽에 맞춰 전고체 배터리를 장착한 전기차가 달리는 영상을 공개하며 기술력을 입증했다. 올해 6월엔 2027∼2028년쯤 한 번 충전으로 1200㎞를 달리는 전고체 배터리 전기차를 양산한다는 야심 찬 계획을 발표했다.

 

독일

리튬이온전지 분야에선 존재감이 없는 독일 자동차 업계도 전고체 배터리 기술에선 뒤지지 않겠다며 속도를 내고 있다. BMW그룹은 미국 솔리드파워와 손잡고 독일에 전고체 배터리 시제품 생산 라인을 설치 중이다. 2025년 프로토타입 차량을 공개하고 2030년 양산에 들어갈 예정이다.

 

한국

25일 현대자동차와 서울대가 개관한 배터리 공동연구센터의 주요 연구과제는 전고체 배터리이다. 이미 대중화된 리튬이온전지에서 전해액과 분리막을 고체 전해질로 바꿔 폭발 위험을 없앤 차세대 배터리이다. 전기차용 전고체 배터리는 전 세계 누구도 상용화하지 못한 미래 기술. 현대차는 2025년에 전고체 배터리를 장착한 프로토타입 차량을 달리게 한다는 계획이다.

 

삼성 SDI는 수원연구소에 전고체 배터리 파일럿 생산라인인 ‘S라인’ 구축을 완료했다. 올해 하반기 중 시제품을 제작해 테스트에 돌입한다. 최윤호 삼성 SDI 대표이사는 지난달 창립기념식에서 “올해는 삼성 SDI 비전에 한 걸음 더 다가가기 위한 본격적인 실행 단계에 접어들었다”며 2027년 전고체 배터리 상용화라는 기존 목표를 재확인했다.

 

전고체 배터리 전망

시장조사업체 SNE리서치는 25일 보고서에서 “고체 전해질 가격은 액체 전해액의 200배 이상”이라며 “2030년 전고체 배터리의 전기차 시장 침투율이 4%대에 그칠 것”이라고 전망했다. 고체 전해질의 핵심 원료인 황화리튬 가격이 1kg에 1500∼2000달러로, 액체 전해액(9달러) 보다 훨씬 비싸다는 게 그 근거다.

 

강동진 현대차증권 연구원은 “전고체 배터리 가격은 리튬이온전지보다 수십 배 비싸다고 알려졌지만, 삼성SDI가 2027년 양산 시점에 목표로 하는 가격은 상당히 합리적인 수준에 도달할 것으로 전망된다”로 전해왔다.

 

23년 7월 12일 케미컬뉴스 전고체 배터리 기사중 요약

 

세계적 전기차 열풍, 안전·저비용·성능 모두 갖춘 전고체 배터리 시장 선점 각축
광주과학기술원(GIST)-리튬-프리의 바나듐 산화물 양극 소재 나노 플레이트 개발
한국전기연구원(KERI)-고가의 황화리튬과 첨가제 없이 고순도의 고체 전해질을 생산 '원팟' 합성법 개발
LG에너지설루션, 삼성 SDI, SK온 배터리 3사 '마더스 팩토리' , 전고체 배터리 시제품 생산공장 국내 건설 예정

아래는 관련 기사의 링크입니다.

http://www.chemicalnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=5902

전기차, 꿈의 전지 '전고체 배터리' 저비용·대량생산 가능해질까 - 케미컬뉴스