1일 업계에 따르면 LG에너지솔루션·삼성SDI·SK온 등 국내 주요 배터리 업체들은 전고체 배터리 개발을 진행 중이다. 상용화 시기는 2020년대 중후반부터 2030년대 초쯤이 될 전망이다. 해당 기업들은 지난 3월 열린 국내 최대 배터리 전시회 '인터배터리 2023'에서 나란히 전고체 배터리 프로토타입을 선보이며 기술개발 의지를 내비치기도 했다.
전고체 배터리 개발 속도가 가장 빠른 기업은 삼성SDI라는 평가다. 삼성SDI는 지난해 3월 업계 최초로 순수 전고체 배터리 생산 파일럿 라인을 착공, 올해 하반기 시제품 생산을 앞두고 있다. 시제품 생산과 함께 소형 샘플 제작을 통한 성능 및 소재·부품·공법 테스트를 본격 진행할 방침이다. 삼성SDI는 경쟁사와 비교했을 때 전고체 배터리 특허 보유 수가 가장 많은 것으로 알려졌다.
전고체 배터리의 최대 장점은 리튬이온 배터리보다 안정성이 뛰어나다는 점이다. 전해질이 액체인 리튬이온 배터리는 온도 변화로 인한 팽창, 외부 충격에 의한 누액 등으로 화재 위험이 크지만 전해질이 고체인 전고체 배터리는 구조적으로 단단해 안정적이다. 전해질이 훼손되더라도 형태를 유지할 수 있어 화재 위험이 적다.
에너지 밀도가 높은 것도 장점이다. 전고체 배터리는 폭발이나 화재 위험이 적은 만큼 안전성과 관련된 부품을 줄이고 그 공간에 배터리 용량을 늘릴 수 있는 활물질을 채우는 게 가능하다. 부피당 에너지 밀도를 높여 같은 공간 대비 용량이 큰 배터리를 생산할 수 있다.
높은 에너지 밀도는 주행거리 상승으로 이어진다. 업계는 전고체 배터리가 개발되면 한번 충전에 1000~1200km 정도 운행할 수 있을 것으로 본다. 현재 전기차 주행거리의 두 배가 넘는 수준이다. 주행거리 상승은 충전 빈도를 줄일 수 있다는 의미로 운전자의 편의성 증대에도 영향을 끼칠 것으로 관측된다.
업계 관계자는 "전기차는 한 번 불이 나면 진화하기 어려워 피해가 큰데 전고체 배터리는 화재 위험이 적다는 점에서 매력적"이라며 "주행거리 등 대부분 영역에서 리튬이온 배터리보다 뛰어난 점을 고려했을 때 양산 시 전고체 배터리가 대세가 될 가능성이 크다"고 했다.
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