[M 투데이 이상원기자] 전기자동차용 고체리튬금속배터리 개발 회사인 퀀텀스케이프(QuantumScape)가 전고체배터리 제조 공정 중 가장 난해한 고체 분리막 대량 생산에 성공했다.

퀀텀스케이프는 지난 6일(현지 시간) '코브라(Cobra)' 분리막 생산 공정의 개발을 완료, 초기 운영을 시작했다고 발표했다.

전고체 배터리에 들어가는 분리막은 배터리의 양극과 음극 사이에 놓인 세라믹 층으로,  단락을 방지하는 장벽 역할을 하면서 리튬 이온의 흐름을 가능하게 한다. 하지만 이는 공정이 까다로워 자금까지는 극히 소량 생산만 가능했다.

회사는 '코브라' 공정은 분리막을 대량 생산할 수 있는 획기적인 기술로, 이를 통해 더 많은 량의 전고체 배터리인 QSE-5 샘플 셀을 생산할 수 있게 됐다고 밝혔다.

퀀텀스케이프가 개발한 전고체 배터리 QSE-5 B 샘플은 844Wh/L의 높은 에너지 밀도를 자랑하며, 중량 에너지 밀도도 301Wh/kg에 달한다.

이를 통해 기존 리튬이온 배터리보다 훨씬 긴 주행거리와 12분 만에 80%까지 충전을 보장한다.

회사측은 "고체 전해질 중 오늘날 대규모로 생산되는 유일한 고체전해질은 폴리머 고체 전해질로, 무기 고체 전해질인 산화물과 황화물의 경우, 현재 소규모 생산 라인과 실험실에서만 제조되고 있다. 코브라 공정으로 고체 전해질 분리막을 제조하는 것은 완전히 새로운 생산 방법이라고 할 수 있다"고 설명했다.

또, "이번 성과는 퀀텀스케이프의 고속 분리막 생산 공정에 대한 수년간의 연구개발 및 투자의 정점이며, 배터리 기술을 기가와트시(GWh) 규모로 제조할 수 있게 해주는 핵심 혁신"이라고 강조했다.

퀀텀스케이프는 지난 10월부터 평가 및 테스트를 위해 자동차 파트너사에 B-샘플 배터리 셀의 배송을 시작했다고 밝혔다. 이 회사의 파트너사는 독일 폭스바겐, 중국 상하이자동차, 독일 부품사 콘티넨탈 등이다.

퀀텀스케이프는 이번 코브라 공정 완성은 전고체배터리의 실험실 개발 단계에서 생산 단계로 전환을 의미하며, 2025년에 첫 번째 상용 제품인 QSE-5의 대량 샘플을 파트너사에 제공할 예정이라고 밝혔다.

한편, 전고체 배터리 개발은 현재 삼성SDI가 2027년 상용화를 목표로 프로토 생산라인을 가동중이며 중국 CATL이 2027년까지 전고체 배터리의 소규모 양산을 목표로 개발을 진행 중에 있다.