잘라도 작동하는 ‘전고체 이차전지’ 기술, 239억에 기술이전 완료

반면 고체 전해질을 활용하면 분리막이 없는 배터리를 만들 수 있다. 유기물 형태로 구성된 액체 전해질과 달리 고체 전해질은 그 자체로 분리막 역할을 수행하기 때문이다. 온도 변화로 인한 부반응이나 외부 충격에 따른 누액 위험이 적고, 화재와 폭발 위험을 대폭 줄일 수 있다. 전해액과 분리막이 없으므로, 에너지 밀도를 높이는 물질을 첨가할 수 있어 고밀도 배터리 구현도 가능하다.

현재 한국과 중국, 일본 사이에서는 치열한 전고체 배터리 경쟁이 벌어지고 있다. 국내 주요 배터리 업체는 2020년대 후반 전고체 배터리를 상용화할 것이라는 목표를 밝힌 상태다. LG에너지솔루션은 2026년까지 고분자 전고체 배터리를, 2030년까지 황화물계 전고체 배터리를 개발하겠다는 계획을 발표했다. 아울러 삼성SDI와 SK온은 각각 2027년과 2020년대 후반에 양산을 계획하고 있다.

기술의 발전이 곧 상용화로 이어지는 것은 아니다?

지난 7월, 한국전자통신연구원(ETRI)이 차세대 리튬 이차전지로 알려진 전고체 이차전지용 ‘전도성 바인더’ 소재 개발에 성공했다. 전도성 바인더는 접착력이 높은 고분자 소재로, 에너지 밀도를 극대화할 수 있어 고성능 전고체 이차전지 구현에 필요한 기술이다. 이처럼 국내에서 전고체 배터리가 직면한 난제에 대한 해결 방안이 마련되고, 제품 생산을 위한 기술이 갖춰지기 시작했다.

하지만 배터리 업체 관계자들은 전고체 배터리가 상용화되기까지는 해결해야 할 문제가 많으며, 기술적 난제 해결과 양산은 별개라고 지적한다. 실제 수율(생산 시 정상 제품을 얻어내는 비율) 및 상업성을 고려하지 않은 기술은 난제를 해결할 수는 있어도, 상용화로 이어질 수 없다는 것이다. 전기차 업체가 사용하기 부담스러울 정도로 전고체 배터리 가격이 비쌀 경우, 현재 일반적으로 사용되는 배터리와 경쟁하기는 사실상 어렵다. 아무리 빼어난 기술이 적용되었다고 해도 상업성과 가격 경쟁력을 갖추지 못하면 시장에서는 도태된다는 의미다.

지난해 6월 인터배터리 컨퍼런스에서 이존하 SK이노베이션 배터리개발센터장은 “2030년 이전까지는 전고체 배터리 상용화 가능성을 낮게 본다”며, 현 리튬이온 배터리의 기술개발이 꾸준히 이뤄지고 있는 만큼 사실상 전고체 배터리의 상용화가 힘들 수 있다는 의견을 드러냈다. 올해 11월 1일 배터리산업의날 행사에서 산업포장을 받은 김제영 LG에너지솔루션 셀선행개발센터장은 리튬이온 배터리의 소재 개발 중요성을 강조하며 “생각보다 전고체 배터리의 기술개발 및 상용화가 쉽지 않다”며 “차세대 배터리 기술에 대한 전략적 유연성이 필요하다”고 발언하기도 했다.