국내외 배터리 업계가 차세대 배터리의 대표 주자인 전고체 배터리 상용화를 위해 기술 개발에 속도를 내고 있습니다. 전고체 배터리는 기존의 리튬이온 배터리와 비교할 때 여러 가지 혁신적인 장점을 가지고 있어 주목받고 있습니다.
전고체 배터리란 무엇인가?
전고체 배터리는 전해질을 액체에서 고체로 변화시킨 배터리입니다. 기존의 리튬이온 전지는 전해질이 액체로 되어 있어 리튬 이온이 이동하면서 전류를 발생시키는 구조입니다. 이러한 전해질을 고체로 변환함으로써, 배터리의 안전성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
전고체 배터리의 장점
압도적인 에너지 밀도
전고체 배터리는 적은 용량으로도 충분한 전력을 제공할 수 있습니다. 이로 인해 크기가 작고 공간을 적게 차지하는 배터리팩을 겹쳐서 사용할 수 있어 출력을 높일 수 있습니다. 우수한 충/방전 속도
전고체 배터리는 충전과 방전 속도가 뛰어나, 짧은 시간에 많은 전력을 공급할 수 있습니다. 이는 전기차(EV)와 같은 고성능 애플리케이션에 매우 유리한 특성입니다. 안전성
전고체 배터리는 수명이 길고, 수분 혼입으로 인한 발화 위험성을 낮추는 다양한 소재가 연구되고 있습니다. 또한, 위험한 가스가 발생하지 않아 안전성을 더욱 높일 수 있습니다.
전고체 배터리 상용화의 도전과제
전고체 배터리의 상용화는 단순히 재료의 형태를 바꾸는 것 이상으로 복잡한 과제를 포함하고 있습니다. 특히 전해질로 사용되는 소재 개발은 많은 소재 기업과 연구소가 시행착오를 겪으면서도 실용화에 이르지 못하고 있는 상황입니다. 이러한 도전과제를 극복하기 위한 연구가 계속 진행되고 있습니다.
글로벌 경쟁과 전망
중국은 아직 전체적인 국가 계획에 의한 추진이 마련되지 않았지만, 그 거대한 시장 규모와 경쟁력을 고려할 때 전고체 전지 기술 분야에서 리더십을 차지할 가능성이 큽니다. 미래 배터리 시장 선점을 두고 각국의 경쟁이 치열한 가운데, 우리 정부도 전고체 배터리와 리튬메탈 및 리튬황 배터리 등 3가지 유망 배터리 개발에 오는 2028년까지 1,172억 원을 투입할 계획입니다.
세계 전고체 전지 시장은 2020년 약 6,160만 달러에서 연평균 34.2%의 높은 성장률을 보이며 2027년 약 4억 8,250만 달러의 큰 시장을 형성할 것으로 전망됩니다. 전고체 배터리가 상용화되면 전기차는 물론 웨어러블 디바이스, 드론, 에너지 저장장치 분야까지 폭발적으로 확대될 것입니다.
전고체 배터리는 작고 가벼우면서도 강력한 성능을 제공하여 자동차와 같은 다양한 분야에 적합한 차세대 에너지 저장 솔루션으로 주목받고 있습니다. 배터리 기술의 미래를 선도할 전고체 배터리에 대한 지속적인 연구와 개발이 필요하며, 이를 통해 더욱 안전하고 효율적인 에너지 저장 시스템을 기대할 수 있을 것입니다.