전기차 화재에 신소재 배터리 '주목'…이렘, 바나듐 배터리 생산 속도낸다

최근 잇단 전기차 화재로 배터리 안전성에 대한 논란이 커지면서 화재에서 안전한 배터리 소재가 주목을 받고 있다. 전기 배터리의 가연성 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 전고체 배터리와 수계 전해질을 사용한 바나듐 배터리의 개발 및 상용화가 탄력을 받을 전망이다.

13일 관련 업계에 따르면 이렘은 엑스알비와 전기차 배터리 화재에 대응할 수 있는 바나듐 배터리 생산을 준비 중이다. 엑스알비의 바나듐 배터리는 기존 바나듐 배터리 대비 3배 이상, LIB 대비 6배 이상 출력의 성능을 보인다고 회사 측은 설명했다.

이렘 관계자는 "엑스알비가 자체개발한 바나듐 배터리는 세계 최대 출력을 인정받았다"라며 "주요 국내 발전 공기업과 함께 바나듐 배터리 기반 장주기·단주기 하이브리드형 ESS(에너지저장장치) 공동 개발·실증 사업 협약을 맺고 본격적인 프로젝트를 준비 중이다"라고 말했다.

롯데케미칼이 지분을 보유한 스탠다드에너지도 바나듐이온배터리(VIB) ESS 상용화 프로젝트 중이다. 스탠다드에너지는 한국과학기술원(KAIST)과 미국 MIT(매사추세츠 공과대학교) 연구진이 2013년 설립한 배터리 전문 기업으로, 세계 최초로 바나듐이온 배터리를 개발했다.

바나듐 배터리는 수급이 용이한 소재인 바나듐을 소재로 하고, 물을 전해액으로 사용해 화재 위험이 없는 강점이 있다. 특히 전해액의 양만 늘리면 에너지 용량을 늘릴 수 있다. 리튬 이온 배터리 대비 2배 높은 출력과 20년 이상의 장수명이 특징이다.

'꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리는 인화성 액체 전해질을 고체 전해질로 대체해 화재 가능성을 크게 줄일 수 있다. 국내 배터리 3사 중엔 삼성SDI가 2027년 양산을 목표로 가장 빨리 속도를 내고 있다. 회사는 지난해 말부터 시작한 전고체 배터리 샘플 공급을 5개 사로 확대하고 있다. LG에너지솔루션은 각각 2026년, 2030년까지 고분자계와 황화물계 전고체 배터리를, SK온은 2030년 전고체 배터리 개발을 완료할 계획이다.

이같이 전고체 배터리와 바나듐 배터리에 관심이 쏠리는 이유는 전기차 관련 화재·폭발 사고 건수가 빠르게 늘고 있기 때문이다. 배터리에 문제가 생기면 연쇄적인 열 전파가 일어나 화재 및 폭발로 번질 수 있다. 특히 온도가 순식간에 1000도 이상 오르는 열폭주 현상은 대형 참사를 야기하기도 한다.

전기차 화재의 주된 원인으로 리튬 이온 배터리가 꼽히고 있다. 리튬 이온 배터리 내부에 가연성을 띠고 있는 액체 전해질이 진동이나 전류와 화학적 반응을 일으켜 화재가 발생한다는 분석이다.

배터리 업계는 이번 전기차 화재 이슈를 통해 안정성을 대폭 높인 차세대 배터리 개발과 상용화를 위한 투자가 가속화될 것으로 전망한다. 정부가 과충전 방지, 배터리 이력제 도입 등 대책 마련에 분주하지만 리튬이온 배터리 특성상 화재 위험을 줄이는 데 기술적 한계가 있기 때문이다.

업계 관계자는 "최근 잇단 화재로 '전기차 공포증'(포비아)가 확산되고 있다"라며 "전기차의 대중화를 위해서는 배터리의 안정성에 대한 신뢰 회복이 가장 중요하다"라고 말했다. 이어 "바나듐, 전고체 배터리가 상용화되면 전기차 업계가 한 단계 도약하는 기회가 될 전망이다"라고 덧붙였다.

박기영 기자 pgys@mt.co.kr