"韓 배터리가 선도"…전고체·리튬황 전지 시대 온다

[이코노믹데일리] 배터리 시장이 글로벌 전기차 수요 부진으로 성장세가 둔화된 가운데 업체 간 경쟁은 더욱 치열해지고 있다. 업계는 업황 반등을 가져올 전고체 배터리, 리튬황 배터리 등 차세대 전지에 주목하는 모양새다. 

시장조사기관 SNE리서치는 21일 서울 강남구 한국과학기술회관에서 '제7회 NGBS(넥스트 제너레이션 배터리 세미나) 2024 & '제1회 NGBS 튜토리얼 2024'를 진행했다. 이날 행사에서는 전고체 배터리 등 유망 리튬이온 배터리 사업 분야가 소개됐다.

전고체 배터리는 전지 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체한 차세대 배터리다. 기존 대비 에너지 밀도가 높아 주행거리가 길고 화재 위험은 낮아 '꿈의 배터리'로도 불린다.

최근 서울 강남구 코엑스에서 개최된 국내 최대 배터리 산업 전시회 '인터배터리 2024'에서 배터리 3사(LG에너지솔루션·삼성SDI·SK온) 모두 전고체 배터리 양산 계획을 발표하기도 했다. 

가장 먼저 삼성SDI는 오는 2027년 양산을 하겠다는 목표다. SK온은 내년까지 전고체 배터리 파일럿 라인을 구축하고 2029년 상용화에 나선다. LG에너지솔루션은 2030년에나 전고체 배터리를 양산할 계획이다.

이날 연사로 나선 김학수 인켐스 대표는 "전고체 배터리를 전기차에 접목하면 고출력이 가능하며 충전 속도도 개선된다"며 "기존 리튬이온 배터리에 비해 겨울철 사용에 문제가 없으며 국가별 지역·기후 영향도 없는 편"이라고 말했다.

김 대표는 황화물계 고체전해질을 가장 유력한 전기차 탑재 전고체 배터리 후보 소재로 꼽았다. 높은 이온전도도와 기계적 유연성이 그 이유다. 

그러면서도 김 대표는 "기존 생산공정의 여러 문제에 따른 엄청난 가격이 상용화 진행을 더디게 한다"며 "황화물계 고체전해질을 상용화하기 위해서는 황화리튬의 순도를 높이는 가공 기술과 더불어 가격을 낮추는 것이 필요하다"고 전했다.

하윤철 한국전기연구원 차세대전지연구센터장은 "황화물계 고체전해질 가격 역시 ㎏당 4900달러로 리튬이온 배터리와 비교해 크게 높다"며 "황화리튬 가격의 경우 ㎏당 50달러, 고체전해질은 20달러까지 낮추는 것을 목표로 해야 한다"고 강조했다.

최근 시장 이목을 끄는 리튬황 배터리도 소개됐다. 리튬황 배터리는 양극재로 황을, 음극재로 리튬 금속을 사용하는 배터리다. 이 소재들은 밀도가 낮고 무게당 용량이 커 기존 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도를 2배 이상 높일 수 있으며 무게도 가볍다.

한편 LG에너지솔루션은 최근 도심항공교통(UAM) 등 미래 항공에 활용되는 리튬황 배터리 사업화에 속도를 내겠다는 전략을 제시한 바 있다. 오는 2027년 양산을 목표로 기술 개발에 박차를 가할 것으로 보인다.