- 전해질·장비 등 국책과제 활발…日 도요타, 경계대상 1호

[디지털데일리 김도현 기자] 급성장 중인 전기차 업계가 차세대 배터리 준비로 분주하다. 전고체 배터리가 대상이다. 상용화까지 수년이 남았지만 시장 선점을 위해 물밑에서 경쟁이 이뤄지고 있다.

26일 업계에 따르면 삼성SDI를 필두로 국내 전고체 배터리 생태계가 형성되고 있다. 소재 및 장비 협력사들이 제품 개발에 발을 맞추고 있다.

배터리는 ▲양극 ▲음극 ▲분리막 ▲전해질 등으로 구성된다. 이중 전해질은 리튬이온을 옮기는 역할을 한다. 기존 리튬이온배터리는 액체 전해질을 쓴다. 문제는 안정성이다. 온도 변화로 인한 팽창과 외부 충격에 따른 누수 등으로 폭발이 일어날 수 있다.

전고체 배터리는 고체 전해질을 적용한다. 구조상 충격 및 훼손 등이 액체 전해질에 비해 강하다. 에너지밀도 측면에서도 유리하다. 1회 충전에 800킬로미터(km) 이상 주행이 가능한 것으로 전해진다.

국내 배터리 제조사 중에서는 삼성SDI 전고체 배터리 개발에 적극적이다. 지난 2008년부터 삼성종합기술원 일본연구소(SRJ) 등과 협업하면서 전고체 배터리를 개발하고 있다. 지난해 현대차그룹과 관련 논의도 했다. 2025년까지 시제품 개발을 완료한 뒤 2027년 양산이 목표다.
협력사로는 엔켐 동화일렉트로라이트 한농화성 이수화학 일진머티리얼즈 등이 고체 전해질을 개발 중이다. 엔켐과 동화일렉트로나이트는 전해질 분야 전통의 강호다. 각각 LG·SK, 삼성·SK 등을 고객사로 두고 있다.

엔켐은 산업통상자원부 주관 ‘전고체 배터리 하이브리드 고체 전해질 개발’ 과제를 수행하고 있다. 동화일렉트로라이트는 충남 논산에 파일럿 라인을 구축했다. 한농화성도 국책과제를 진행 중이며 이수화학 일진머티리얼즈 등은 새 먹거리로 고체 전해질을 낙점한 것으로 알려졌다.

미래컴퍼니 씨아이에스 디에이치 등은 작년 6월부터 전고체 배터리 연구개발 프로젝트에 참여 중이다. 3사는 각각 ▲공정 최적화 및 불량 검출 장비 ▲양-음극판 합착 장비 ▲일정 크기로 자르는 장비 등을 개발하고 있다. 장비가 갖춰지면 삼성SDI 등 제조사의 생산라인 확보가 수월해질 전망이다.

한편 삼성SDI의 가장 위협적인 상대는 일본 도요타다. 이 회사는 2000년대 초반부터 전고체 배터리 연구를 시작했다. 관련 특허를 1000개 이상을 보유하고 있다. 세계 전고체 배터리 특허 전체 40% 수준이다. 연내 시제품을 공개하고 2025년 양산 체제 구축이 목표다. 폭스바겐과 손잡은 퀀텀스케이프를 비롯해 쏠리드파워 BMW 등도 잠재적 경쟁자다.

<김도현 기자>dobest@ddaily.co.kr