전기차의 희망, 전고체 배터리는 언제 나오는가
2021-08-17 17:02


현재의 전기차에서 가장 큰 문제는 배터리다. 리튬 이온 배터리는 수 많은 노력 끝에 안정화를 이루었지만, 아직도 불량 셀 문제가 발목을 잡고 있다. 수 많은 셀로 이루어진 전기차 배터리에서 하나의 셀만 불량이 발생해도 화재로 이어질 수 있기 때문이다. 그래서 리튬 이온을 능가하는 차세대 배터리에 뛰어드는 곳이 많아졌다.

 

그 중에서 제일 주목을 받는 것이 전고체 배터리다. 양극과 음극을 액체 전해질로 채우는 현재의 리튬 이온 배터리와는 다르게, 고체 전해질을 사용하는 것이 핵심이다. 전해질의 종류에 따라 장단점이 존재하지만, 현재까지는 황화물계가 가장 우수한 소재로 알려져 있으며, 많은 곳에서 이를 기반으로 연구를 진행하고 있다.


전고체 배터리에 많은 연구를 진행하는 것으로 알려진 토요타는 2008년에 차세대 배터리 연구소를 출범, 정부 및 학계와 함께 배터리 개발에 열중하고 있다. 폭스바겐도 미국의 퀸텀스케이프와 손을 잡았고, BMW 역시 솔리드파워와 협력해 2020년대 내에 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 출시한다는 계획을 세웠다.

 

그 외에도 일본의 무라타, 히타치, 교세라, 도레이, 스미토모화학 등 여러 곳에서 자동차용 배터리를 비롯해 소형 전자기기용, 초소형 박막형 등 다양한 전고체 배터리를 개발 중이다. 국내에서는 삼성 SDI가 알려져 있는데, 2020 3월에 1회 충전으로 주행거리 800km를 확보하는 배터리에 대한 연구 결과를 공개하기도 했다. 2027년 상용화를 목표로 하고 있다.


전고체 배터리는 안정성 등 장점이 많아서 주목을 받고 있지만, 단점도 존재한다. 첫 번째는 고체 전해질 소재 자체의 고성능화가 필요하다는 것, 두 번째는 고체라는 특성으로 인해 배터리 내부의 저항이라는 측면에서 불리함을 안고 있다는 것이다. 문제 해결을 위해 10여년 이상 추가적인 연구가 필요하므로, 상용화가 빠르게 진행되기는 어려울 것 같다. 2027년이라는 상용화 기한이 갑자기 미루어진다고 해도 이상하지는 않을 것이다.



글 | 유일한 기자


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