삼성전기 '꿈의 배터리' 성공…초소형 전고체 전지 세계 첫 개발

삼성전기 세종사업장에서 직원이 설비를 관리하고 있다. 사진 삼성전기

삼성전기가 세계 최초로 웨어러블 디바이스에 쓰이는 초소형 전고체 배터리를 개발했다. 전고체 배터리는 에너지 밀도가 높아 다양한 크기로 만들 수 있고 화재 위험이 적어 ‘꿈의 배터리’로 불린다. 삼성전기는 2026년 본격적인 양산에 나설 것으로 보인다.

22일 업계에 따르면 삼성전기는 업계 최고 수준인 에너지 밀도 200와트시/리터(Wh/L)급의 산화물계 소형 전고체 배터리를 개발해 시제품을 평가하고 있다. 일부 고객사에는 샘플도 전달한 것으로 알려졌다. 해당 제품은 리튬 이온 배터리보다 크기는 작으면서 같은 수준의 에너지 밀도를 구현한다.

전고체 배터리는 충·방전에 필요한 전해질을 액체가 아닌 불연성 고체로 사용해 기존 리튬 이온 배터리보다 안전하고, 외부 충격에 잘 견딘다. 다양한 형태로 제작할 수 있고 초소형 크기로도 구현할 수 있다. 내부에 얇은 판을 말아서 배터리를 만드는 리튬 이온 배터리는 초소형으로 만들면 판이 접히는 부분에 주름이 발생할 수 있고 충전 때 내부 부피가 팽창해 추가 공간이 필요하다. 초소형화에 한계가 있다는 말이다.

삼성전기는 전고체 배터리 개발에 자사의 적층세라믹콘덴서(MLCC) 제조 기술을 활용한 것으로 알려졌다. MLCC는 반도체와 함께 ‘정보기술(IT)·자동차 산업의 쌀’로 불리는데, 반도체 공정과 비슷하게 전극과 고체전해질 재료를 얇게 인쇄해 번갈아 쌓아 올린 후 절단하기 때문에 제작 과정에서 주름이 생기지 않는다. 삼성전기의 MLCC 제조 기술은 일본의 무라타와 함께 세계 최고 수준으로 평가받는다.

장덕현 삼성전기 사장은 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 가전·IT 박람회 ‘CES 2024’에서 구체적인 성과가 나온 신사업 프로젝트로 ▶실리콘 커패시터 ▶글라스 기판 ▶전장 카메라용 하이브리드 렌즈 ▶소형 전고체 배터리 등을 소개했다. 장 사장은 당시 소형 전고체 배터리와 관련해 “신뢰성을 위한 테스트를 진행 중이며 2026년 웨어러블 시장 진입을 목표로 준비 중”이라고 말했다.

배정원 기자 bae.jungwon@joongang.co.kr