화재 줄고 주행거리 늘고…'전고체배터리' 속도전 [마켓인사이트]

[인사이트 브리핑] 심수현 캐스터

[한국경제TV 정원우 기자]

<앵커> 국내외 증시이슈 체크해보는 인사이트 브리핑입니다. 심수현 캐스터 오늘 어떤 내용 준비했습니까?

<심수현> 전기차 시장의 캐즘 위기가 커지면서 꿈의 배터리라고 불리는 ‘전고체 배터리’가 돌파구로 여겨지고 있습니다.

한국과 일본 뿐만 아니라 올해는 중국 업체들까지 가세해 배터리 투자에 나서고 있는데요. 글로벌 배터리 시장 현황과 함께 국내 배터리 3사의 전고체 배터리 개발 상황도 짚어보겠습니다.

<앵커> 꿈의 배터리라고 불리는 전고체 배터리, 기존 리튬이온 배터리와 어떤 차이점이 있을까요?

<심수현> 우선 배터리의 구조부터 알아야 차이점을 알 수 있는데요.

배터리는 양극재, 음극재, 전해질, 분리막으로 이뤄져 있습니다. 전자가 양극에서 음극으로 이동하면서 전기를 발생시키는데요. 배터리를 장착한 전기차는 그 힘으로 굴러갑니다. 여기서 전자의 이동을 촉진하는 게 전해질인데요. 양극과 음극은 합선을 피해야 하므로 분리막을 세워 둘을 구분합니다. 지금 전기차에 주로 장착되는 리튬이온 배터리의 전해질은 모두 액체로 돼 있는데요. 온도가 상승하거나 충격이 가해지면 쉽게 모양이 변형됩니다. 분리막을 뚫고 가연성 액체인 전해질이 새어나올 수 있는데 이러면 화재의 위험도 높아집니다.

이런 이유로 전고체 배터리가 등장했는데요. 간단히 말해, 가연성 액체 전해질을 불연성 고체 전해질로 바꾼 겁니다. 전해질을 액체에서 고체로 바꾸니 웬만한 충격에도 잘 버팁니다. 쉽게 변형되지 않고 누액 발생 확률도 낮으니 화재 위험성, 당연히 줄어들고, 배터리의 효율이 높아지니 1회 충전 시 주행거리도 늘어나는데요. 시중 전기차 배터리는 보통 한번 완충하면 400~500km를 달리는데 지금 개발중인 전고체 배터리를 장착하면 1회 완충 시 주행거리가 800~1000km 정도로 늘어납니다.

<앵커> 전고체 배터리 개발을 위해 한국은 물론 중국과 일본 정부가 전폭적인 지원에 나서고 있다고요?

<심수현> 네, 우선 중국 정부는 최근 전고체 배터리 연구개발에만 60억 위안, 우리돈 약 1조 1270억원 규모의 투자를 단행하겠다고 밝혔습니다. 투자 대상에 글로벌 배터리 점유율 1위인 CATL 등 배터리업체와 비야디, 디이자동차, 상하이자동차 등 자동차 업계가 포함됐습니다.

전세계 전고체 배터리 특허의 절반 정도를 보유하고 있을 정도로 전고체 배터리 기술에서 앞서 있는 걸로 평가되는 일본도 살펴보면요. 2030년까지 일본 기업의 글로벌 배터리 시장 점유율 20% 회복을 목표로 총 54조 5000억원 규모의 민간 투자를 단행합니다. 정부 지원에 힘입어 일본 완성차 업체들은 전고체 배터리 개발에 박차를 가하고 있는데요. 특히 닛산자동차는 내년 3월 가동을 목표로 요코하마 공장에 100메가와트 규모의 전고체 배터리 파일럿 라인을 건설하고 있습니다.

<앵커> 국내 배터리 3사도 꾸준히 전고체 배터리의 기술 주도권을 선점하기 위해 박차를 가하고 있는데요. 개발상황은 어떻습니까?

<심수현> 정부도 2028년까지 1172억을 투입해 전고체, 리튬메탈, 리튬황 배터리 등 3가지의 유망배터리를 개발하도록 돕는다는 계획을 갖고 있는데요. 국내에서 전고체 배터리의 가장 빠른 상용화 시점을 제시한 곳은 삼성SDI입니다. 삼성SDI는 2027년 황화물계 양산을 목표로 하고 있었는데요. 올해는 중대형 전지사업부 직속으로 ‘전고체 배터리 사업화 추진팀’을 신설했는데, 이를 통해 상용화 시점을 더 앞당긴다는 계획입니다. 삼성SDI는 국내 최초로 파일럿 라인을 구축했고, 지난 6월 이미 시제품을 생산했는데요. 현재는 완성차업체들에게 전고체 배터리 샘플을 공급해 평가받는 단계입니다.

SK온은 고분자-산화물 복합계와 황화물계 전고체 배터리를 개발 중입니다. 2025년과 2026년 파일럿 시제품을, 2028년과 2029년에 상용화 시제품을 생산한다는 목표를 세웠는데요. SK온은 출범 이후 적자와 전기차 캐즘에 어려운 상황에도 차세대 배터리에 대한 투자에 역량을 집중하고 있습니다.

한편, 가장 먼저 전고체 배터리 경쟁에 뛰어든 LG에너지솔루션은 가장 늦은 2030년 양산을 목표로 하고 있습니다. 김동명 LG에너지솔루션 사장은 ‘인터베터리 2024’에서 “완성도가 높고 실제 적용할 수 있는 전고체 배터리를 준비하고 있다”며 “좀 시간이 있더라도 제대로 된 것을 내려고 하고 있고 정리되면 차후 공유하겠다”고 밝히기도 했습니다.

<앵커> 인사이트 브리핑, 심수현 캐스터와 함께 했습니다.

[심수현 캐스터]

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정원우기자 bkjung@wowtv.co.kr