전고체 배터리, '꿈의 배터리' 라고 불리는 이유는

올해 신임 한국배터리산업협회장 엄기천 포스코퓨처엠 대표는 최근 취임 총회에서 전고체 배터리의 중요성을 강조했다.

엄기천 회장은 지난 11일 "십 몇 년 전에는 우리나라가 배터리 분야에서 중국을 앞서고 있었는데 지금은 많이 추월을 당했다"며 "중국 배터리와 비교하면 원가 경쟁력이 기본적으로 부족하기 때문에 전고체 등 차세대 기술과 제품에 승부를 걸어야 한다"고 이 같이 밝혔다.

현재 글로벌 전기차 및 ESS 배터리 시장은 중국이 주도하는 LFP 배터리 선호도가 높다. 가격 대비 성능이 우수하다는 점이 강점으로 꼽힌다. 이에 따라 전고체 배터리를 조기에 상용화해 중국 배터리사로부터 기술 주도권을 되찾는 것이 핵심 과제로 떠오르고 있다.

전고체 배터리는 에너지 밀도와 안전성 측면에서 기존 상용 배터리인 삼원계(NCM)와 LFP 배터리보다 우수하다는 평가를 받는다. 자율주행 전기차를 비롯해 ESS, 휴머노이드 로봇 등 차세대 산업 전반에 적용 가능성이 거론된다. 다만 ‘꿈의 배터리’로 불리지만, 기술적 난제에 가로막혀 한국·중국·일본 모두 아직 상용화 단계에는 이르지 못했다.

업계에서는 전고체 배터리의 상용화 가능성에 대해 회의적인 시각도 제기되지만, 국내 배터리 3사와 소재 기업들은 차세대 시장 주도권 확보를 위해 관련 연구·개발에 속도를 내고 있다.

국내 배터리 소재사 가운데 LG화학은 최근 전고체 배터리 성능을 향상시키는 핵심 소재인 고체 전해질의 입자 크기를 균일하게 제어하는 기술을 개발했다.

전고체 배터리는 기존 리튬 배터리에서 사용하는 액체 전해질 대신 고체 상태의 전해질을 사용한다. 안전하고 에너지 효율이 높지만, 고체로 돼 있어 입자 크기가 균일하지 않으면 전지 내에 빈틈이 생겨 성능이 떨어지는 문제가 있다.