1회 충전에 800km 질주… 이재용·정의선 뭉치게 한 ‘전고체배터리’는?

이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대차그룹 수석부회장이 13일 삼성SDI 천안사업장에서 만나 ’전고체배터리’와 관련한 논의를 한 것으로 알려지면서 전고체배터리에 대한 관심이 뜨겁다.
전고체배터리는 현재 전기차시장의 주력 제품인 리튬이온배터리를 대체할 가장 유력한 차세대 배터리로 꼽힌다.

전고체배터리는 기존 리튬이온배터리의 양극과 음극 사이에 액체전해질과 분리막을 고체전해질층으로 바꾼 것이다. 액체 전해질을 세라믹, 고분자 등의 고체로 대체해 발열과 인화성을 대폭 줄이고 안정성을 대폭 높일 수 있다.


충전 역시 5분 만에 80%가량이 가능한 것으로 알려졌으며 주행거리도 리튬이온배터리의 2배 이상에 달한다. 현재 시장에 출시된 리튬이온배터리 기반 전기차가 최대 400km대 주행에 그치는 점을 감안하면 전고체배터리를 탑재한 전기차는 800km이상을 주행할 수있다는 얘기다.

국내에선 현대차가 적극적인 투자를 진행하고 있다. 현대차는 남양R&D센터 배터리선행개발팀에서 전고체배터리와 관련한 R&D를 진행 중이며 2018년 미국 전고체배터리 개발 업체인 아이오닉 머티리얼스, 솔리드파워에 투자했다. 현대차는 2025년 전고체배터리 양산을 본격화할 방침이다.

삼성도 전고체배터리를 개발 중이다. 삼성SDI는 매년 국제 전시회에서 전고체배터리를 소개하고 있으며 삼성전자 종합기술원은 지난 3월 1회 충전에 800km 주행, 1000회 이상 배터리 재충전이 가능한 전고체전지 연구결과를 공개했다.


일반적으로 전고체전지에는 배터리 음극 소재로 ‘리튬금속’이 사용되고 있다. 하지만 리튬금속은 전고체전지의 수명과 안전성을 낮추는 ‘덴드라이트’ 문제를 해결해야 하는 기술적 난제가 있다.

삼성전자는 덴드라이트 문제를 해결하기위해 전고체전지 음극에 5마이크로미터 두께의 은-탄소 나노입자 복합층을 적용한 ‘석출형 리튬음극 기술’을 세계 최초로 적용했다.

이 기술은 전고체전지의 안전성과 수명을 증가시키는 것은 물론 기존보다 배터리 음극 두께를 얇게 만들어 에너지밀도를 높일 수 있기 때문에 리튬이온전지 대비 크기를 절반 수준으로 줄일 수 있다는 특징이 있다.

재계에서는 전고체배터리에 적극적인 투자를 진행 중인 삼성과 현대차의 총수가 회동한만큼 앞으로 해당분야에 대한 공동투자나 연구가 이뤄질 지 주목된다.

재계 관계자는 “전고체배터리 뿐만 아니라 미래 모빌리티와 관련한 두회사의 다각적인 협력이 추진될 가능성도 있다”고 말했다.