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완충하면 서울~부산 왕복…'900㎞' 꿈의 배터리 한국이 내놨다

중앙일보

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연합뉴스

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한번 충전으로 서울~부산을 왕복할 수 있는 배터리 기술이 개발됐다. ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리 개발에도 속도를 내고 있다.

10일 업계에 따르면 LG에너지솔루션과 한국과학기술원(KAIST) 공동 연구팀은 한 번 충전으로 900㎞를 달릴 수 있는 차세대 배터리 원천 기술을 개발에 성공했다. 기존의 리튬이온 전지 배터리와 비교해 주행거리(600㎞)가 약 50% 늘어난 수준이다. 하지만 무게는 비슷하고, 재충전도 400회 이상 가능하도록 배터리 성능을 획기적으로 개선한 게 특징이다.

이번 연구는 2년의 연구 끝에 리튬 부식을 막아 리튬메탈전지의 수명과 성능을 높인 게 핵심이다. 성과를 인정받아 세계적인 과학 학술지 「네이처 에너지」에 게재됐다. 김희탁 KAIST 생명화학공학과 교수는 “지금까지 실현 불가능하다고 여겨진 액체 전해액을 기반으로 하는 리튬메탈전지의 구현 가능성을 가시화한 연구”라고 설명했다.

리튬이온전지, 기존의 리튬메탈전지, LG엔솔-KAIST FRL 연구팀의 새 리튬메탈전지를 비교한 이미지. 사진 LG에너지솔루션

리튬이온전지, 기존의 리튬메탈전지, LG엔솔-KAIST FRL 연구팀의 새 리튬메탈전지를 비교한 이미지. 사진 LG에너지솔루션

삼성SDI는 ‘꿈의 배터리’ 개발을 중심에 놓고 최근 대대적 조직 개편에 나섰다. 중·대형 전지사업부 직속 조직으로 ‘ASB(All Solid Battery‧전고체 배터리) 사업화 추진팀’을 새로 꾸린 것이다. 최윤호 사장이 제시한 초격차 기술 경쟁력 확보 방침 아래 전고체 배터리 사업 확장을 위해서다.

전고체 배터리는 적은 용량으로도 주행거리 1000㎞ 이상을 구현할 수 있는 데다 화재나 폭발 위험성이 극히 적어 업계에서 ‘꿈의 배터리’로 불린다. 삼성SDI는 지난해 3월 국내 배터리 제조사 가운데 처음으로 연구소 내에 6500㎡(약 2000평) 규모 전고체 배터리 생산 파일럿 라인을 착공했다.

불황에도 R&D 집중하는 배터리 업계 그래픽 이미지.

불황에도 R&D 집중하는 배터리 업계 그래픽 이미지.

‘꿈의 기술’ 찾아라, 배터리 경쟁 불붙었다

한·중·일의 초격차 기술 전쟁도 불꽃이 튄다. 앞서 일본 토요타는 10분 충전하면 1000㎞를 달릴 수 있는 전고체 배터리를 개발해 빠르면 2027년 전기차에 탑재하겠다고 공언한 바 있다. 토요타는 전고체 배터리 관련 특허를 1000개 이상 보유해 자동차·배터리 관련 기업 중에서 가장 많은 특허를 가지고 있는 기업으로 손꼽힌다.

그동안 ‘가성비’를 강조하던 중국 배터리 업계도 연구개발에 가속도가 붙었다. 세계 1위 배터리 업체인 중국 CATL은 10분 충전으로 400㎞를 달릴 수 있고, 15분간 완전히 충전하면 최대 700㎞를 갈 수 있는 리튬인산철(LFP) 배터리 ‘션싱’을 지난 8월 공개하고, 내년 1분기 시장 출시를 공언했다.

기존 배터리 산업 판도를 바꿀 수 있는 ‘게임 체인저’가 될 새로운 배터리 기술을 확보하는 과정이 날로 진일보하고는 있지만, 실제로 상용화되기까지는 장벽이 높다는 지적도 나온다. 익명을 요구한 배터리 업계 관계자는 “원천 기술 확보도 의미가 있지만 양산이 가능한지, 가격이 적절한지, 배터리 생산 수율은 확보되는지 등 향후 과제가 더 중요하다”고 말했다.

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실제로 SNE리서치는 지난 4월 전고체 배터리가 설사 양산화가 성공하더라도 시장 침투율이 매우 낮을 것으로 전망했다. 주요 소재가 고가의 금속으로 배터리의 원가 경쟁력을 확보하기 어려워 양산 가능성이 작다는 측면에서다.

한국배터리산업협회 관계자는 “현재 배터리 경쟁 양상은 기업 간 경쟁에서 국가 간 생태계 경쟁으로 전환되고 있어 ‘K-배터리’ 초격차 달성을 위해서는 민간·정부·국회가 원팀이 돼 대응하는 국가 총력지원 체제가 구축돼야 한다”며 “예컨대 미국 인플레이션감축법(IRA)과 같은 파격적인 지원 방안이 필요한 시점”이라고 주문했다.

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