SNE리서치 차세대 전지 세미나

고체 전해질 사용한 전고체 전지

폭발 위험 줄이고 용량은 확대

완성땐 전기차 주행거리 2배 증가

“서울과 부산을 2시간만에 가는 도로가 생길 때 혁명이라고 했듯, 전고체 전지는 배터리 산업에서 이런 도로를 까는 것과 같다.”

전기차 배터리 시장조사업체인 SNE리서치 김대기 부사장은 15일 헤럴드경제와 인터뷰에서 전고체 전지가 배터리 산업의 패러다임을 바꿀 혁신이 될 것이라고 말했다. 그는 “전고체 전지가 1회 충전으로 800km를 주행하고 1000회 이상 재충전하기 위해서는 좋은 양극제와 음극제를 쓰는 등 선행 과제가 필요하다”며 “지금은 전고체 전지라는 혁신 기술을 준비하는 가장 중요한 시기”라고 말했다.

김 부사장은 이날 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘차세대 이차전지 세미나 2020(NGBS 2020)’에 참석해 ‘전고체 전지 기술과 시장 전망’ 주제발표에서 “2030년 전고체 배터리 사용량은 100기가와트시(GWh)를 넘어설 것”이라며 “이는 작년 기준 전기 자동차 배터리 전체 사용량에 맞먹는 수치고 자동차 대수로 따지면 20만대에 달할 것”이라고 예측했다.

SNE리서치 연구에 따르면 전고체 전지는 2023년부터 사용이 시작돼 2025년 이후 사용이 본격화 될 것으로 전망된다. 2023년 부터 2030년까지 연평균성장률은 66%로 매우 가파른 성장세가 예상된다. 대형셀 시장의 경우 전고체 전지가 차지하는 비율은 2025년 1.2%, 2030년 3.8%로 전망됐다.

소형셀은 2025년부터 본격적으로 성장해 2030년에는 소형셀 시장에서 14% 점유를 차지할 것으로 분석됐다.

전고체 배터리는 배터리 양극과 음극 사이의 전해질을 액체에서 고체로 대체하는 차세대 기술이다. 최근 이재용 삼성그룹 부회장과 정의선 현대차그룹 수석부회장이 만나 논의한 차세대 기술로 관심을 모으고 있다.

현재 주로 사용되는 리튬 이온 배터리는 액체 전해질로 만들어져 폭발 가능성, 크기, 수명 등에서 단점이 있었다. 전고체 배터리는 고체 전해질을 사용해 폭발 위험이 없어 안전성이 개선되고 용량도 높다.

김 부사장은 전고체 전지가 배터리 시장의 패러다임을 변화할 것이라고 전망했다. 그는 “현재 리튬 이온 배터리 전에는 납축전지가 있었던 것처럼 전고체 전지가 상용화되면 배터리 기술 한계를 극복해 새로운 시대가 열릴 것”이라고 설명했다.

전고체전지는 안전성뿐만 아니라 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있다는 분석도 나왔다. 이날 ‘전고체 전지기술 개발 현황과 주요 과제’라는 주제로 발표를 맡은 조우석 전자부품연구원(KETI) 차세대전지연구센터 박사는 “전고체전지는 중량 에너지밀도 450 Wh/kg (체적 900 Wh/L)의 높은 에너지밀도의 구현이 기대된다”면서 “해당 기술이 완성되면 전기차의 주행 거리는 현재의 2배 수준으로 증가할 것”이라고 밝혔다.

전고체 전지 기술 개발을 위해 꾸준한 연구와 제작 설비 구축이 필요하다는 지적도 나왔다. 조 박사는 “국내의 본격적 전고체전지 연구 기간이 7년 내외로 짧은 것을 고려하면 전고체전지의 기술 성장 가능성은 매우 높다”면서 “현 리튬이차전지의 상용화 초기 대비 2배 이상의 성능을 보이고 있어 상용화의 가능성 역시 매우 높다”고 설명했다. 다만 “1회 충전 800km의 전기차를 위해서는 전세계적 기술 경쟁이 치열한 상황임을 고려해 다양한 기술적 시도와 연구가 필요하다”고 말했다.

이어 “작년 2019년 노벨 화학상은 리튬 이차전지였다”면서 “전고체전지 역시 전지의 패러다임을 바꾸는 혁신 기술로서, 추후 노벨상 수상도 가능할 것으로 보인다”고 강조했다.

정세희 기자