완성차 업체들이 전고체 배터리 투자를 강화하는 배경은 안정성 확보에 있습니다. 화재 위험이 없고 오래 쓸 수 있으면서 장거리를 운행할 수 있는 배터리가 전고체 배터리로 몰리고 있는 중입니다. 국내의 업체들은 어떤 위치에 있는지 알아보겠습니다.
LG 에너지솔루션, 삼성 SDI, SK온 국내 배터리 3사는 모두 전고체 배터리 상용화에 힘쓰고 있는 중입니다.
LG 에너지솔루션
LG 에너지솔루션은 고분자계 전고체 배터리 2026년 상용화를 계획하고 있습니다. 고분자 전고체는 고분자계 폴리머 전해질을 사용한 것을 뜻합니다. 고분자 전고체는 기존 양산 공정을 그대로 이용할 수 있는 것으로 알려져 있고, 기술상 난도가 황화물보다 낮아 단기간 내에 상용화 가능성이 높다고 볼 수 있습니다.
리터당 650Wh 고분자 전고체 배터리에 에너지 밀도를 두 배 끌어올린 900Wh 이상의 황화물 전고체 배터리를 순차적으로 상용화 계획입니다. 황화물계 전고체는 니켈 기반 양극재에 실리콘 음극재, 도전재, 바인더 등 적용해 에너지 밀도를 올리면서 이온 전도율을 높이는 것입니다.
삼성 SDI
삼성 SDI의 전고체 배터리셀당 에너지 밀도를 리터당 900Wh 이상으로 목표하고 있습니다. 황화물 기반 고체전해질로 전고체 배터리를 개발하고 있습니다. 리튬이온 배터리 주행 거리는 500㎞ 수준이지만, 황화물계 전고체 배터리로 전기차 주행 거리를 900㎞로 높이는 목표를 가지고 있습니다. 리터당 에너지 밀도를 기존 대비 두 배 강화하는 계획을 추진 중이고, 황화물 전고체 배터리를 2027년 양산하는 것을 목표로 하고 있습니다.
전고체에 한정된 공간에 에너지 밀도를 성능을 높이기 위해 리튬메탈 소재를 사용하게 됩니다. 메탈 소재에서 생길 수 있는 단점(덴드라이트 현상)을 막기 위해 은나노 기반 탄소복합체를 적용할 계획입니다. 리튬 배터리 에너지 밀도는 리터당 450Wh 수준이라면, 전고체 배터리는 900Wh 이상이 목표인 것입니다.
SK 온
SK 온의 경우 후발 주자로 분류되지만 전고체 배터리 성능과 가격 경쟁력을 빠르게 키우고 있는 중입니다. 전고체 배터리 상용화 목표를 2020년대 후반으로 계획하고 있습니다. 에너지 밀도를 930Wh까지 높이면서 주행 거리를 획기적으로 개선한 황화물 전고체 배터리를 완성차에 공급하는 목표를 세우고 있습니다. SK온 배터리는 리터당 에너지 밀도가 600Wh 수준 단계이며, 하이니켈 양극재에 실리콘 음극재를 동시에 적용해 전고체 에너지 성능을 930Wh 이상 만드는 목표를 세우고 있습니다.
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