中, 전고체 배터리에 1조원 지원

2024년 6월 4일 소식지 내용입니다.

 

안녕하세요, 

중국정부가 2차전지 시장의 게임체인저로 꼽히는 전고체 배터리에 1조원을 투자합니다. 지금은 일본과 대만, 우리나라가 가장 앞서고 있다고 알려져 있는데, 업계에 긴장감이 감돌고 있습니다.

 

■ 중국 정부가 전고체 배터리 연구개발에 1조원을 투자한다고.

 

네, 간략하게 지금 전기차에 주력으로 쓰이는 배터리는 양극과 음극, 그리고 분리막과 전해질로 구성됩니다. 양극과 음극 사이에 액체상태인 전해질을 채우고 분리막을 사용해서 양극과 음극이 닿지 않게 하고 있는데, 전해질을 액체가 아니라 고체로 넣는게 전고체 배터리입니다.

 

※ 전고체 전지 개괄(출처:조선일보)

 

그래서 전고체 배터리는 단어 그대로 모든게 고체인 배터리입니다. 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용하면 몇 가지 큰 장점이 있는데, 대표적인게 화재위험이 덜 하다는 겁니다. 지금 사용하고 있는 액체 전해질 배터리는 온도가 달라지게 되면 배터리가 팽창하기도 하고, 사고가 나서 외부 충격을 받으면 액체가 흘러나와서 배터리가 손상되고 불이 납니다. 그러나 고체 전해질을 쓰게 되면 전해질이 좀 훼손되더라도 어느 정도 화재를 막을 수 있습니다.

지금 쓰고 있는 액체 전해질 배터리는 화재 위험을 막으려고 안전장치를 배터리 안에 두게 되는데, 그 면적이 전체 배터리의 절반 정도입니다. 반면 고체 전해질을 쓰게 되면 안전장치가 차지하던 자리를 음극재와 양극재로 채울 수 있게 됩니다. 같은 면적에 두 배 가까운 용량을 채울 수 있기 때문에 전고체 배터리는 일반 배터리보다 2배 이상 오래 갑니다.

간단히 정리하면, 전고체 배터리는 지금 쓰고 있는 배터리보다 화재의 위험성이 적고 주행거리가 길다는 겁니다. 다만 아직 상용화가 안되는건, 몇 가지 기술적인 어려움이 있기 때문입니다. 일단 충전 방전이 잘 안되는 문제입니다.

충·방전이 되려면 양극과 음극에 있는 전자들이 자유롭게 왔다 갔다 해야 하는데, 전해질이 액체 상태일 때는 이게 좀 자유롭게 잘 되지만, 고체인 상태에서는 액체보다 덜 자유롭습니다. 우리가 수영장 안에서 움직임이 더 자연스러운 것과 비슷합니다. 그래서 충·방전 불량이 많이 납니다. 또, 배터리의 수명이 짧아지는 문제도 있습니다. 그래서 이런 기술적인 어려움을 극복해야 하는 숙제가 아직 있습니다. 물론 이건 최근에는 어느 정도 해결되는 것으로 보입니다.

그리고 기술적으로 해결되더라도 이게 만들어지면 가격이 매우 비쌀거라는 문제도 있습니다. 전고체 배터리에 들어가는 물질 중에 황화 리튬이 있는데, 지금 배터리에 들어가는 탄산리튬보다 가격이 훨씬 비싸기 때문입니다.

배터리는 배터리 제조 회사 혼자 만드는게 아니라 협력사들이 필요한데, 그 협력사들이 공장설비도 바꿔야 하고, 여러 가지 새로운 소재들을 납품하려고 하면 이것도 다 비용입니다.

정리하면, 전고체 배터리라는게 개발만 되면 배터리 용량도 커지고 화재 위험도 낮아지지만, 그걸 만드는게 쉽지 않고 만들어도 가격이 올라가는 문제가 있습니다. 자동차 업계에서는 이 전고체 배터리가 앞으로는 배터리 업계의 중요한 먹거리가 될 걸로 보고 있기 때문에 누가 먼저 시장을 선점하고 치고 나가는지가 제일 중요합니다.

지금은 일본의 도요타와 대만의 프롤로지움이라는 회사가 좀 치고 나가고 있고, 우리나라의 삼성 SDI도 뒤를 쫓고 있는 상황입니다. 여기에 이제 중국 배터리업체들이 가담하겠다는 겁니다. 지난 1월에 나온 기사에 따르면 중국은 이미 산학연 협력체를 만들었고, 여기에 중국의 유명한 배터리 제조업체들이 다 들어가 있습니다.

2027년에 전고체 배터리를 양산하겠다는게 목표였는데, 그 목표를 실행하기 위한 방안 중에 하나로 중국 정부가 전고체 배터리 연구 개발비용으로 1조원을 지원하겠다고 발표했습니다. 우리나라의 배터리 개발 업체들에는 매우 안 좋은 소식입니다.