전고체 전지, 2030년 버스 등 대형차량 중심 상용화 전망

[산업일보]
전고체 전지의 본격적인 시장 형성이 2030년이 될 것이라는 전망이 나왔다.

KDB미래전략연구소 산업기술리서치센터에서 최근 발표한 ‘전고체 리튬이차전지 개발 동향 및 전망’ 보고서에 따르면, 휴대용 IT기기의 사용이 늘면서 충전을 통해 반복 재사용할 수 있는 이차전지(echargeable Battery)는 일상의 필수 부품이 됐다.

최근 기후변화에 대한 전 세계적 관심으로 내연기관을 전기모터로 대체하려는 시도가 이어지면서 앞으로 이차전지의 활용 범위는 더욱 확대될 것으로 예상된다.

일반적으로 양극재, 음극재, 전해질, 분리막은 이차전지의 주요 4대 소재로 꼽힌다.

전고체 이차전지(All-Solid-State Battery)는 이러한 주요 소재가 모두 고체로 돼 있는 이차전지 형태(이하 전고체 전지)를 뜻한다.


전고체 전지는 고체 전해질을 사용함에 따라 화재 및 폭발 위험이 현저히 줄어들어 배터리의 활용 범위가 넓어지고 그간 성능이 월등히 우수함에도 화재·폭발 위험 때문에 사용하지 못했던 리튬금속을 음극재로 사용할 수 있어 에너지 밀도를 비약적으로 높일 수 있다.

그러나 이러한 우수한 성능과 장점에도 불구하고 전고체 전지는 고체 전해질의 이온 이동성 저하, 충방전 효율을 떨어뜨리는 덴드라이트 생성 문제 등 아직 해결해야 할 기술적인 문제가 많다.

현재 전고체 전지 개발은 일본 도요타가 가장 앞선 것으로 알려진 가운데 각국의 배터리 제조사 및 스타트업들이 활발히 진행 중에 있다.

전고체 전지의 기술적인 문제 및 양산 기술 개발에 소요되는 기간을 감안 시 2030년경 버스 등 대형차량을 중심으로 서서히 상용화가 될 것으로 예상된다.

KDB미래전략연구소 관계자는 보고서를 통해 ‘LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 국내 배터리 3사는 현재 우수한 성능과 품질로 리튬이차전지 세계시장 점유율 상승 추세에 있다’며 ‘차세대 전고체 전지 분야에서도 이러한 주도권을 유지하기 위해서는 고체전해질, 리튬금속음극재 등 전고체 전지 핵심소재뿐만 아니라 양산기술 개발에 선제적 투자와 관심이 필요하다’고 말했다.