기대 이상 순항 중인 배터리 시장, 2025년 기대한다

[산업일보]
인플레이션과 밸류에이션 논란을 제외하고 보면, 전기차와 배터리 시장은 기대 이상 항하고 있다. 배터리 기술은 에너지 밀도 향상, 장수명, 고속 충전, 원가 절감, 부품 수 축소의 방향을 지향할 것이다

키움증권의 ‘배터리 기술 로드맵 점검’에 인용된 SNE Research에 따르면, 전기차 배터리 시장은 지난해 142GWh에서 2030년 3천4GWh로 10년간 23배 성장할 전망이다. 같은 기간 4대 소재 시장은 213억 달러에서 1천232억 달러로 성장할 것이다.

배터리 기술은 에너지 밀도를 높이고, 수명을 늘리며, 고속 충전을 가능하게 하고, 원가를 낮추며, 부품 수를 줄이는 방향으로 지속 진화할 것이다. 에너지 밀도를 높이기 위해 양극재는 High-Ni로 진화하고, 음극재는 실리콘을 혼용해 갈 것이다.

수명은 이미 적정 수준에 도달했다고 볼 수도 있으나 내부 저항에 따라 출력이 저하되는 점이 문제다. 800 사이클이 가능하고, 일회 충전으로 400km 주행한다고 가정하면 30만km를 달릴 수 있다. 고속 충전이 전기차 대중화의 가장 큰 과제일 수 있다.

에너지 밀도와 고속 충전은 반대 방향의 기술이기 때문인데, 두가지 기술이 병립하려면 소재의 혁신이 필요하다. 원가를 낮추기 위해 고용량 소재, 고로딩 설계, 셀 대형화 등을 추구하고, 부품 수를 줄이기 위해 Cell to Pack, Cell to Chassis 기술이 부각되고 있다.

한편, 전고체 전지의 경우 2025년에 경에 시장이 형성될 것으로 보인다. 전고체 전지의 구체적인 장점은 고전압 양극활물질을 적용할 수 있고, 적층 가능한 바이폴라(Bipolar) 구조를 가지며, 냉각 장치나 BMS가 필요 없다 보니 팩부피 밀도를 향상시킬 수 있고, 고체 전해질의 특성상 작동 온도가 넓으면서 특히 겨울처럼 저온에서 높은 이온전도도를 유지한다는 점이다.

키움증권의 김지산 연구원은 “고체 전해질 소재는 장단점을 모두 가지는데, 황화물계는 액체 수준의 높은 리튬이온전도도, 산화물계는 공기 중 안전성과 비교적 높은 이온전도도, 폴리머는 기술의 성숙도가 장점”이라며, “LG에너지솔루션은 폴리머계 개발에 가장 앞서 있고, 삼성SDI는 2025년 전기차용 대형 셀을 개발한 후 2027년부터 상업화에 나선다는 스케줄이다. 전고체전지 시장은 2025년경부터 개화할 것이며, 초기에는 소형 IT 분야에 먼저 적용되고, 폴리머가 우위를 점할 것”이라고 내다봤다.