전고체 전지 세계 첫 상용화 목표…배터리 3사 기술개발 박차

전해질 고체 '꿈의 배터리'…에너지 밀도↑ 화재 위험↓
삼성SDI가 기술 앞선 편…상반기 파일럿라인 준공, 2027년 양산 목표

(서울=연합뉴스) 김기훈 김아람 기자 = 정부가 차세대 전지인 전고체 배터리의 세계 첫 상용화를 목표로 내건 가운데 국내 배터리 업계도 관련 기술 개발에 힘쓰고 있다.

산업통상자원부가 20일 발표한 '이차전지 산업경쟁력 강화 국가전략'에 따르면 전고체 전지 세계 최초 상용화를 목표로 민관이 2030년까지 20조원을 투자할 계획이다.

LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리 3사는 최첨단 제품을 생산하는 '마더 팩토리'를 국내에 짓는다. 특히 3사 모두 전고체 배터리 시제품 생산 공장을 국내에 구축할 예정이다.

전고체 배터리는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체해 안전성과 성능 면에서 진일보한 차세대 배터리다.

기존 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높고 화재나 폭발 위험성이 작다는 장점이 있어 일명 '꿈의 배터리'로 불린다.

에너지 전문 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 전고체 배터리는 2027년부터 양산이 시작돼 2035년께 전체 배터리 시장의 10∼13%를 차지할 전망이다.

SNE리서치는 글로벌 전고체 배터리 사용량이 2030년 149∼160GWh, 2035년 950∼1천413GWh 규모로 성장할 것으로 봤다.

또 2030년 이후 산화물·고분자·황화물·하이브리드 등 다양한 유형의 전고체 배터리가 서로 경쟁하다 황화물계를 중심으로 시장이 확대될 것으로 내다봤다.

고성장이 기대되는 전고체 배터리 시장을 선점하고자 배터리 3사는 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

국내 3사 가운데는 삼성SDI가 전고체 배터리 기술 개발에서 가장 앞선 것으로 평가된다.

삼성SDI는 수원 연구소 내에 전고체 배터리 파일럿 라인을 상반기 안으로 준공하고 시제품을 생산할 계획이다.

이어 2025년에 대형 셀 생산 기술을 개발하고, 2027년 양산에 들어간다는 목표를 세웠다.

삼성SDI는 황화물계 전고체 배터리를 개발하고 있다. 고체 전해질 소재와 리튬 음극재로 수명을 개선한 무음극 기술도 특징이다.

LG에너지솔루션은 고분자계와 황화물계를 동시에 개발하는 '투 트랙' 전략을 추진하고 있다.

상대적으로 기술 난도가 낮은 고분자계 배터리를 우선 2026년에 양산하고, 2030년 이후 황화물계 배터리를 상용화한다는 계획이다.

2021년 LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고 대학교(UCSD)와 공동 연구로 기존 60도 이상에서만 충전할 수 있었던 기술적 한계를 넘어 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발하기도 했다.

SK온은 전고체 배터리 벤처기업인 미국 솔리드파워와 손잡고 황화물계 전고체 배터리를 개발 중이다.

회사 측은 2021년 10월 미국 솔리드파워에 3천만달러(약 350억원)를 투자했다. 2025년 황화물계 전고체 배터리 시제품을 개발, 2029년 양산 돌입이 목표다.

또 국내에서는 대전 차세대배터리 연구센터를 중심으로 고체 전해질과 리튬메탈 음극 등을 독자 개발하는 등 2029년 전고체 배터리 상용화를 목표로 연구개발(R&D) 능력을 강화해왔다.

kihun@yna.co.kr, rice@yna.co.kr

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