10분 내 완충되는 전기차 배터리 등장 예고…“2027년 리튬황 상용화”

김제영 LG에너지솔루션 최고기술책임자(CTO)가 7일 더 배터리 컨퍼런스에서 전기차 배터리 개발 현황을 설명하고 있다.

2년 뒤면 10분 내에 전기차 충전이 완료되는 '초급속충전' 배터리가 상용화될 전망이다. 도심항공교통용(UAM) 리튬황전지도 머지않았다.

LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리 3사는 7일 인터배터리 부대행사로 열린 콘퍼런스에서 차세대 배터리 개발 로드맵을 발표했다.

삼성SDI는 2026년 9분 만에 충전되는 배터리를 양산한다는 계획이다. 양극에는 하이니켈 니켈·코발트·알루미늄(NCA)을 음극에는 실리콘카본나노복합체(SCN)를 소재로 사용한다.

고주영 삼성SDI 부사장은 “평균 5분이 걸리는 주유로 600㎞ 정도를 갈 수 있는 내연기관차와 동일한 전기차가 나올 수 있도록 배터리를 개발하는 것이 기본 전략”이라면서 “2026년이 되면 9분 만에 충전이 되는 배터리를, 2029년에는 20년 장수명을 가진 배터리를 개발하겠다”고 밝혔다.

SK온도 충전 시간을 10분으로 단축할 수 있는 배터리를 오는 2030년에 선보일 예정이다. 회사는 전시회에서 충전시간을 기존 18분에서 15분으로 줄인 신제품을 공개했는데 이를 더 단축하겠다는 것이다.

이존하 SK온 연구위원은 “기술적으로는 급속충전에 7분이 걸리는 배터리 개발을 이미 완료했다”며 “시기가 2030년인 이유는 충전기 용량 때문”이라고 말했다. 그는 “현재 초급속 충전기 용량은 350킬로와트(㎾)인데, 10분 급속충전이 가능하려면 450㎾급 제품이 필요하다”면서 “급속 충전기 보급이 빨라지면 양산 시기를 더 앞당길 수 있다”고 덧붙였다.

3년 뒤부터는 차세대 배터리도 속속 모습을 드러낼 전망이다.

김제영 LG에너지솔루션 최고기술책임자(CTO)는 “LG에너지솔루션이 생각하는 차세대 전지는 리튬황전지, 전고체전지 두 가지로 각각 2027년과 2030년 양산을 목표로 하고 있다”면서 “현재 고고도 비행기와 도심항공교통(UAM)용으로 리튬황전지를 개발하고 있으며 리튬이온배터리 대비 2배 수준의 무게당 에너지 밀도를 확보할 수 있다”고 설명했다.

리튬황전지는 양극에 황을, 음극에는 리튬메탈을 사용하는 배터리다. 소재 가격이 저렴하고 무게가 가벼워 무게당 에너지밀도를 크게 높일 수 있는 것이 장점으로 꼽힌다.

삼성SDI는 에너지밀도의 한계를 전고체전지로 뛰어넘는다는 계획으로 2027년을 상용화 목표 시점으로 정했다. 전고체전지는 액체전해질을 고체로 대체해 안전성과 에너지밀도를 높인 배터리다.

고주영 부사장은 “현재 리튬이온 배터리 한계를 뛰어넘기 위해서는 전고체전지가 필요하고 시장을 선도하기 위해 준비하고 있다”면서 “지난해 파일럿 라인 구축을 완료하고 첫번째 프로토 샘플을 양산해 자동차 제조사 3곳에 제출했으며 올해 상반기 중 전고체전지 양산 라인 투자 규모를 결정할 것”이라고 말했다.

정현정 기자 iam@etnews.com, 이호길 기자 eagles@etnews.com