치차오 후 솔리드 에너지 시스템 CEO가 자사의 리튬메탈 배터리를 들어보이고 있다, 사진 솔리드 에너지 시스템
"2025년이면 500마일(약 800㎞) 달리는 전고체 배터리를 전기차에 장착할 수 있을 것이다."
현대차·SK가 투자한 미국의 배터리 스타트업 솔리드 에너지 시스템(SES)의 창업자 치차오 후가 '꿈의 배터리'로 꼽히는 전고체 배터리를 2025년이면 상용화할 것이라고 밝혔다. 후 SES CEO(최고경영자)는 "2025년부터 리튬메탈계 전고체 배터리를 실제 전기차에 장착할 수 있을 것"이라며 "전고체 배터리 기술과 성능면에서 경쟁자들보다 2년 정도 앞서 있다"고 밝혔다. SES에는 현대차가 1100억원, SK가 700억원을 투자했다.
현대차와 기술협약 맺은 美 배터리 스타트업 SES
치차오 후 CEO, 사진 솔리드 에너지 시스템
후 SES CEO는 21일 한국 10여개 미디어와 가진 온라인 기자간담회를 가졌다. 그는 "차세대 배터리 개발업체 중 2025년 리튬메탈 배터리 양산을 목표로 완성차업체와 함께 샘플 개발을 진행하는 곳은 SES뿐"이라며 "(샘플은) 제3의 시험기관을 통해 검증을 받은 상태로 경쟁업체보다 성능·안정성 측면에서 뛰어나다"고 말했다.
후 CEO가 밝힌 전고체 배터리의 2025년 상용화는 현대차의 계획보다도 2년 빠른 것이다. 전고체 배터리는 현재 배터리보다 화재 위험이 적고 한 번 충전으로 800㎞가량 달릴 수 있어 꿈의 배터리로 불린다. 앞서 삼성SDI가 2027년 상용화하겠다고 밝힌 바 있다. 현대차·기아는 지난 5월 SES와 차세대 배터리에 관한 기술연구개발협약(JDA)을 맺었다.
지금 전기차에 들어가는 리튬이온 배터리는 방전 과정 중에 음극에 저장된 리튬이온이 양극으로 이동하며 에너지로 전환된다. 반면 리튬메틸계 전고체 배터리는 전해질로 고체로 쓴다. 또 리튬 메틸계 중에서도 퀀텀스케이프·솔리드파워같은 업체는 '애노드 프리(셀 생산 단계에서 음극활물질이 없는 상태)' 방식이지만, SES는 음극재로 얇은 리튬금속을 쓰는 방식이다.
솔리드에너지시스템 배터리 개념도. 사진 솔리드에너지시스템
후 CEO는 자사의 배터리를 "에너지 밀도와 안정성을 모두 담보한 하이브리드 리튬메탈 배터리"라며 "높은 에너지 밀도의 리튬메탈 양극, 보호 양극 코팅, 특허받은 고농도 염중용매 (Solvent-in-salt, 솔벤트 인 솔트) 액체 전해질과 인공지능(AI) 안전 기능을 사용해 경쟁사의 배터리보다 뛰어난 성능과 제조 효율성을 갖췄다"고 말했다. 전해질을 반(半)고체 형태인 '솔벤트 인 솔트'로 쓰기 때문에 '하이브리드 전고체 배터리'로 불린다.
SES는 이날 최근 컨설팅업체가 테스트한 자사의 배터리 시험 결과도 공개했다. 경쟁사에 비교한 표에 따르면 SES의 리튬메탈 배터리는 상온·저전력 상태에서 375Wh/㎏의 에너지 밀도를 나타낸다. 지금 쓰이는 리튬이온 배터리가 250Wh/㎏ 수준인 것을 고려하면 약 50% 높다. 또 같은 조건에서 배터리 경쟁사인 솔리드 파워의 에너지 밀도(330Wh/㎏)보다 약 10% 더 높다.
사진 솔리드 에너지 시스템
후 CEO는 "지금 리튬이온 배터리를 장착한 전기차가 300마일을 달린다고 하면 같은 조건에서 SES의 배터리는 500마일을 갈 수 있다"고 말했다. 또 에너지 효율이 절반 가량 높지만, 향후 리튬메탈 배터리 가격은 더 낮아질 것이라고 주장했다. 후 CEO는 "리튬메탈 배터리의 가격은 음극 물질과 전해질이 중요한 요소가 되겠지만, 양산에 들어가게 리튬이온과 경쟁할 수 있는 가격이 될 것"이라며 "(완성차업체 등) 전략적 파트너와 함께 양산 규모를 갖출 것"이라고 말했다. 현지화 전략에 맞춰 중국을 생산기지, 미국 보스턴은 연구·개발(R&D) 센터, 한국은 공정 개선과 공급망 구축을 위한 거점으로 삼는다는 계획이다.
중국계 미국인인 후 CEO는 MIT에서 박사 과정을 밟던 2012년 솔리드 에너지 시스템을 창업했다. 손용규 CTO를 비롯해 한국·중국인이 회사의 중역을 맡고 있다. 지금까지 현대차·SK를 비롯해 GM·상하이자동차·지리자동차 등에서 투자받았다. SES는 올해 말 스펙(SPAC, 기업 인수목적회사)을 통해 뉴욕 증권거래소에 상장할 계획이다.
