'게임 체인저' 차세대 배터리..韓3사 어디까지 왔나

전고체 배터리 포함한 미래전지 패권 전쟁 시작

배터리산업 전시회 '인터배터리 2020'의 삼성SDI 부스를 찾은 관람객들이 전시부스를 살펴보고 있다. . 2020.10.21/뉴스1 © News1 이재명 기자

(서울=뉴스1) 김동규 기자 = 차세대 배터리 개발을 위한 세계 주요 업체들의 경쟁이 치열해지고 있는 가운데 어떤 기업이 차세대 배터리에서 주도권을 확보할지 업계의 이목이 집중되고 있다. 한국의 배터리 3사인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK이노베이션부터 완성차 업체인 현대차, 일본 도요타 등이 전고체 배터리 등 차세대 배터리 패권을 쥐기 위해 경쟁하고 있다.

18일 업계에 따르면 한국 주요 배터리 기업은 전고체 배터리를 포함한 차세대 배터리 개발에 집중하고 있다. 전고체 배터리는 현재 리튬이온 배터리의 액체 전해질을 고체로 만든 배터리인데, 기존 리튬이온 배터리보다 구조적으로 안전성이 높아져 충격과 훼손에도 위험이 적어진다는 장점이 있다. 전기차의 영원한 숙제인 주행거리 늘리기에서도 장점이 있다.

배터리 3사 중 전고체 배터리 개발에서 가장 가시적인 행보를 보이는 업체는 삼성SDI다. 삼성SDI는 현재 자체 개발 프로젝트와 더불어 삼성전자 종합기술원, 일본 연구소 등과 협력해 전고체 배터리 기술을 공동 개발 중이다. 상용화 목표 시기는 6년 뒤인 2027년으로 잡았다.

삼성전자 종합기술원은 작년 3월 한 번 충전에 주행거리 800㎞가 가능하고, 1000회 이상 충전과 방전이 가능한 전고체 배터리 연구결과를 공개했다. 삼성SDI는 관련 인력도 꾸준히 채용 중이다. 현재 진행 중인 경력직원 채용에서도 전고체 전지 개발 인력을 모집한다. 연중 내내 수시로 진행되는 삼성SDI 연구소 경력직원 채용에서도 전고체 배터리 연구 인력을 모집 중이다.

고고도 무인기에 탑재된 리튬황 배터리.(LG화학 제공)© 뉴스1

LG에너지솔루션도 차세대 배터리인 전고체 배터리와 리튬황 배터리를 개발하고 있다. LG에너지 솔루션은 두 배터리의 상용화 시기를 각각 2030년, 2024년 이후로 잡았다. 리튬황 배터리는 양극재에 황탄소 복합체, 음극재에 리튬메탈 등 경량 재료를 사용한 배터리다. 장점은 무게당 에너지 밀도가 리튬이온 배터리 대비 1.5배 이상 높고, 기존 리튬이온 배터리보다 가볍고 희귀 금속을 사용하지 않아 가격경쟁력이 높다는 점이다.

SK이노베이션도 장기적으로 리튬 메탈 형태의 전고체 배터리를 개발 중이다. 이 배터리는 에너지밀도를 1000Wh/L(와트시/리터) 이상으로 크게 높일 수 있는 것이 특징이다. SK이노베이션은 지난 2019년 노벨 화학상 수상자인 존 굿이너프 미국 텍사스대 교수와 함게 전고체 배터리 개발을 진행했다.

완성차 업체도 전고체 배터리 개발에 박차를 가하고 있다. 알버트 비어만 현대차그룹 연구개발본부장은 작년 말 "현대차 남양연구소에서 리튬이온 배터리를 연구 중이고, 전고체 배터리도 연구하고 있다"며 "때가 되면 최신 배터리 기술을 선보일 예정"이라고 밝혔다.

전고체 배터리 개발에 오래 전부터 공을 들이고 있는 일본 도요타도 도쿄 올림픽 연기에 따라 공개가 연기된 전고체 배터리를 올해 공개할 것으로 알려졌다. 미국의 전고체 배터리 개발 전문업체인 퀀텀스케이프(Quantum Scape)도 독일 폭스바겐, 빌 게이츠 마이크로소프트 기술고문의 투자를 받으며 전고체 배터리 개발에 매진 중이다. 삼성증권에 따르면 퀀텀스케이프는 2022년까지 연구개발을 완료하고, 2024년 양산 검증을 목표로 세웠다.

한편 작년에 이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대차그룹 회장은 2번이나 만나 함께 전고체 배터리 관련 이야기를 나눴다. 이런 배경에서 삼성전자와 현대차그룹이 전고체 배터리를 포함한 반도체, 전장 등에서 협력할 가능성도 있는 것으로 업계는 보고 있다.

dkim@news1.kr