'꿈의 배터리' 속도 내는 삼성SDI "전고체 연구원들, 상용화 팀 이동"

LG엔솔, 전고체 전단계 리튬황으로
고고도 무인기·UAM 적용 기대

고주영 삼성SDI 부사장이 25일 오전 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 NGBS 2024에서 발표하고 있다. 사진=정동훈 기자

삼성SDI가 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 상용화를 위해 속도를 내고 있다. 전고체 배터리 개발을 하던 연구 조직이 상용화 부서로 이동했다.

고주영 삼성SDI 부사장은 25일 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 '넥스트 제너레이션 배터리 세미나 2024(NGBS)'에서 "원래 연구소에 개발 조직이 있었는데 최근 연구소 개발 조직이 중대형사업부 내 상용화 팀 안으로 조직이 옮겨졌다"며 "외부에서 보셨을 때 정말 되나 하는 의심의 시각들도 있지만 27년 양산에 대해서 저희는 한 번도 의심한 적이 없다"고 설명했다.

삼성SDI는 최근 열린 인터배터리 등을 통해 2027년 전고체 배터리 양산을 위해 공장 규모와 구성 등을 올해 상반기 내로 결정하겠다는 계획을 밝힌 바 있다. 직접 관련 발표를 했던 고 부사장은 "전고체 배터리가 성공을 거두고 소비자들에게 내연기관차보다 우수한 주행 경험을 제공하기 위해서는 도전적인 '첫 번째 펭귄(First Penguin)'이 중요하다"며 "이런 첫 번째 펭귄이 되고자 삼성SDI의 샘플을 찾는 고객사들이 3개사 정도 된다고 말했는데 인터배터리 발표 이후 더 많은 고객들이 샘플을 찾고 있는 상황"이라고 설명했다. 첫번째 펭귄은 두렵고 불확실한 상황에서 남보다 먼저 용기를 내고 도전하는 사람을 가리키는 영어 관용어다.

이어 고 부사장은 각형 폼팩터(외형별 분류)의 전고체 배터리 개발도 검토하고 있다고 밝혔다. 그간 전고체 배터리는 파일럿 단계에서 가압 공정이 필요해 파우치형으로 만들어져 왔다. 압력이 가해질 시 각형과 원통형은 변형이 발생할 수 있다. 다만 파우치형은 화재에 취약해 170~180도 정도의 고온 환경에서는 전고체 배터리도 전압이 떨어지게 된다. 고 부사장은 "고객사들이 각형 전고체 배터리에 대한 요구를 많이 하고 있다"며 "파우치형 전고체 배터리는 파우치가 녹기 시작하는 170도에서 반응하는데 화재에 강한 각형 전고체 배터리는 반응 온도가 더 높아 안정성이 더욱 뛰어나다"고 말했다.

삼성SDI는 2027년 양산을 계획하고 있지만 공급망 구축이 함께 따라야 한다고 강조했다. 전고체 배터리 단계에서 달라지는 소재·부품·장비 회사들이 함께 참여해야 양산이 가능해진다는 것이다. 고 부사장은 "서플라이 체인(공급망) 구축이 가장 중요하다"며 "소재 회사들도 진짜 삼성SDI가 전고체 배터리를 하는 게 맞냐고 되묻고 있지만 서로 소통하면서 협력을 얘기하고 있다"고 말했다. 이어 "고체 전해질 소재가 전고체 배터리에서 가장 중요한 소재 공급망"이라고 밝혔다.

LG에너지솔루션은 이날 전고체 배터리 개발 전 단계인 리튬황 배터리 상용화를 검토하고 있다고 밝혔다. 리튬황 배터리는 양극재로 황을, 음극에는 리튬 금속을 사용하는 배터리다. 황은 석유 정제 과정에서 생기는 부산물로 값이 저렴하고 구하기 쉽다. 황은 또 가볍기 때문에 배터리의 무게를 크게 줄일 수 있다. 이날 발표에 나선 김석구 LG에너지솔루션 상무는 "리튬황 배터리는 에너지 밀도가 ㎏당 400~500Wh로 높다"며 “전고체 배터리에 적용 가능한 기술도 활용할 수 있는 것이 강점"이라며 "성층권을 비행하는 고고도무인기와 도심항공모빌리티(UAM) 등 분야에서 고객사와 결실을 보지 않을까 기대하고 있다"고 말했다.

이날 행사에는 세계 1위 배터리 업체인 중국 CATL 측도 참석해 중국 전기차 시장 동향과 자사 기술 현황을 소개했다.

니 정 CATL 해외 총괄사장은 "기술은 국적으로 구분되는 것이 아니며 항상 새로운 생산성이 이전의 생산성을 대체할 것"이라며 "올해 2월 현재 중국의 전동화율은 전기차 보조금 없이도 이미 34%에 도달했다. 자동차 시장이 전기차의 우수성 때문에 이를 받아들이는 상황"이라고 말했다.

그는 6분 충전으로 400㎞를 주행할 수 있고, 영하 20도에서도 배터리 용량 20%에서 80%까지 30분 만에 충전 가능한 기술 등 CATL이 개발한 여러 기술을 소개하기도 했다.

정동훈 기자 hoon2@asiae.co.kr