리튬이온배터리보다 에너지밀도 33% 뛰어나

기존 공장서 생산 가능...설비 구축 시간 절감

전고체 전지 설명 자료.[SK이노베이션 제공]
전고체 전지 설명 자료.[SK이노베이션 제공]

SK이노베이션이 전고체 배터리 기술 선도기업인 미국 솔리드파워(Solid Power)에 3000만달러(약 353억2500만원)를 투자하고 차세대 전고체 배터리 공동개발 및 생산에 착수한다.

솔리드파워가 배터리 셀 회사와 직접 전고체 배터리를 개발하는 것은 이번이 처음이다. 솔리드파워는 전 세계 전고체 배터리 개발을 선도하는 기업으로 포드, BMW 등 글로벌 완성차 업체들이 투자를 단행한 바 있다.

SK이노베이션과 솔리드파워는 28일 대전 유성구 SK이노베이션 환경과학기술원에서 더그 캠벨(Doug Campbell) 솔리드파워 최고경영자(CEO), 이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장 등이 참석한 가운데, 전고체 배터리 공동협약을 체결했다고 밝혔다. SK이노베이션은 3000만 달러를 투자해 솔리드파워 지분도 확보했다. 취득한 지분규모는 비공개다.

전고체 배터리는 현재 배터리에 적용되는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 배터리를 말한다. 화재에 민감한 액체 전해질 대신 고체 전해질을 적용하면 화재 위험이 현저히 줄어든다. 또 배터리 무게와 부피도 줄어 리튬이온 배터리가 갖고 있는 용량의 한계를 뛰어넘을 수 있다는 장점도 있다.

이날 협력을 통해 양사는 우선 기존 리튬이온 배터리의 니켈·코발트·망간(NCM) 양극재와 실리콘 음극재를 적용한 전고체 배터리 개발에 나서기로 했다. 이를 통해 에너지밀도 930Wh/L 이상을 구현할 계획이다.

현재 일반적으로 사용되는 리튬이온 배터리 에너지밀도가 약 700Wh/L인점을 감안하면 약 33% 뛰어난 성능이다. 같은 크기의 배터리를 전기차에 탑재한다고 가정할 때, 한 번 충전으로 700km를 달릴 수 있던 전기차가 930km를 주행할 수 있게 되는 셈이다.

양사는 특히 기존 리튬 이온 배터리 제조 설비에서도 생산할 수 있도록 전고체 배터리를 개발하기로 했다. 추가적인 설비 투자를 최소화해 비용과 시간을 절약할 수 있다. 가격경쟁력은 물론 양산 시기를 앞당길 수 있을 전망이다.

솔리드파워는 이미 미국 콜로라도(Colorado)주 루이빌(Louisville)에 위치한 본사에서 시험 생산라인을 갖추고 전고체 배터리 시제품과 고체 전해질을 생산하고 있다. 콜로라도주 손튼(Thornton)에서는 고체 전해질 생산 설비를 추가로 구축하겠다고 밝힌 바 있다. SK이노베이션은 솔리드파워가 기존에 확보한 전고체 배터리 개발 기술에 더해 에너지밀도를 더욱 높이고 상용화를 이뤄내기 위한 기술적 장벽을 함께 해결해 나갈 계획이다.

더그 캠벨 솔리드파워 CEO는 “이번 협업은 솔리드파워가 구축한 전고체 배터리 생산 공정을 확대하고 기존 리튬이온 배터리 생산설비와 호환이 된다는 검증의 의미를 갖는다”고 말했다.

이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장은 “SK는 가장 안전하고 뛰어난 성능을 구현하는 기술과 제품을 개발해 산업 생태계를 확장해 가고 있다”며 “전고체 배터리 분야에서 최고 기술을 자랑하는 솔리드파워와 협력을 통해 뛰어난 성능의 전고체 배터리를 개발해 리튬이온배터리 시장은 물론 미래 배터리 시장을 선도하겠다”고 말했다.

미국 콜로라도주 손튼(Thornton)에 위치한 솔리드파워 생산 시설.[솔리드파워 홈페이지]
미국 콜로라도주 손튼(Thornton)에 위치한 솔리드파워 생산 시설.[솔리드파워 홈페이지]
이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장(왼쪽)과 더그 캠벨(Doug Campbell) 솔리드파워 최고경영자(CEO)가 28일 대전 환경과학기술원에서 전고체 배터리 공동 협약을 체결하고, 기념사진을 촬영하고 있다.[SK이노베이션 제공]
이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장(왼쪽)과 더그 캠벨(Doug Campbell) 솔리드파워 최고경영자(CEO)가 28일 대전 환경과학기술원에서 전고체 배터리 공동 협약을 체결하고, 기념사진을 촬영하고 있다.[SK이노베이션 제공]

김지윤 기자


jiyun@heraldcorp.com