삼성SDI 연구소 전경. / 사진=삼성SDI
배터리 업계가 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리인 '전고체 배터리' 상용화에 박차를 가한다. 전고체 배터리는 전기차 시대를 선도할 '게임 체임저'로 이른바 '꿈의 배터리'로 불린다.
15일 업계에 따르면 삼성SDI는 최근 경기도 수원시 영통구에 위치한 SDI연구소 내에 전고체 전지 파일럿 라인(S라인)을 착공했다.

파일럿 라인은 약 6500㎡ 규모로 구축되며 삼성SDI가 내세우는 전고체 전지 제조를 위한 전용 설비들로 채워진다. 전고체 전지 전용 극판 및 고체 전해질 공정 설비, 전지 내부의 이온 전달이 원활히 이뤄지도록 만들어주는 셀 조립 설비를 비롯한 신규 공법과 인프라를 도입할 예정이다.


포스코 지주회사인 포스코홀딩스도 디스플레이 소재·부품 전문기업인 정관과 전고체배터리용 고체전해질 생산 합작법인(JV) '포스코제이케이솔리드솔루션(포스코JK솔리드솔루션)'을 설립하고 경남 양산시에 전기차용 고체전해질 공장 착공에 들어갔다.

신설되는 포스코JK솔루션 양산공장은 올해 하반기 완공돼 연간 24톤의 고체전해질을 생산할 예정이다. 초기 단계인 전고체 시장을 감안 했을 때 글로벌 최고 수준의 생산능력이다.

포스코JK솔리드솔루션은 시제품 양산을 통해 글로벌 배터리사와 전고체배터리 공동개발을 추진하고 향후 시장성장 속도에 맞춰 생산능력을 확대해 나간다는 방침이다.


전고체배터리는 기존 리튬이온배터리의 양극과 음극 사이에 액체전해질과 분리막을 고체전해질층으로 바꾼 것이다. 액체 전해질을 세라믹, 고분자 등의 고체로 대체해 발열과 인화성을 대폭 줄이고 안정성을 대폭 높일 수 있다.

충전 역시 5분 만에 80%가량이 가능한 것으로 알려졌으며 주행거리도 리튬이온배터리의 2배 이상에 달한다. 현재 시장에 출시된 리튬이온배터리 기반 전기차가 최대 400km대 주행에 그치는 반면 전고체배터리를 탑재한 전기차는 800km이상을 주행할 수 있다.

삼성과 포스코 외에도 현대차가 2025년 양산을 목표로 남양R&D센터 배터리선행개발팀에서 전고체 배터리와 관련한 R&D를 진행 중이다. LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고 대학과 전고체 배터리 연구를 진행 중이며 SK온은 미국 솔리드파워와 전고체 배터리 개발을 협력하고 있다.

업계 관계자는 "전고체 배터리는 상대적으로 용량·부피·형태 등의 설정이 자유로워 구부리거나 접을 수도 있어 플렉서블배터리 개발에도 활용할 수 있다"며 "4차 산업혁명을 계기로 개발될 다양한 형태의 미래 모빌리티에 적용이 가능할 것으로 예상된다"고 말했다.