[시사신문 / 강기성 기자] 최근 도요타가 ‘꿈의 배터리’라고 불리는 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 세계 최초로 선보이면서 관련 업계가 전고체배터리 개발에 속도를 내는 모습이다.

전고체배터리는 배터리내 전해질을 액체 대신 고체를 사용해 화재가능성을 낮춘 배터리다. 전해질의 양극과 음극을 물리적으로 차단하기 때문에 전기 단락을 방지하는 역할을 하는 분리막이 사라져 원가와 부피가 줄어든다는 장점이 있다. 에너지밀도도 높아 주행거리도 획기적으로 늘릴 수 있다.

글로벌 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 지난해 0.2GWh였던 전고체배터리 시장은 2030년 309.2GWh까지 성장할 것으로 전망된다.

29일 자동차업계에 따르면 현대자동차그룹은 배터리 개발업체들과 협약을 맺고 전고체 배터리 개발에 적극 투자하고 있다. 현대자동차와 기아는 이날 전고체 배터리 스타트업 팩토리얼 에너지와 전기차용 전고체 배터리 공동개발을 위한 업무협약을 체결했다. 이 회사는 최근 전고체 배터리 기술 ‘FEST’를 통해 액체 리튬이온 배터리 대비 주행가능거리를 20~50%늘린 배터리를 개발했다.

앞서 현대차는 리튬메탈 배터리를 개발 중인 미국 솔리드에너지시스템(SES)과도 투자계약을 맺었다. SES는 내달 3일 ‘배터리월드’행사를 열고 리튬메탈 배터리를 공개할 예정이다. SES는 다음달 상장을 통해 확보한 자금으로 중국 상하이에 2025년을 목표로 리튬메탈 배터리 생산공장을 짓는다. SES에는 현대차 이외에도 SK그룹, 미국 제네랄모터스(GM), 중국 상하이차 등이 공동투자하고 있다.

일본의 경우 전고체 배터리 기술이 상대적으로 앞서 있다는 평이다. 도요타는 지난달 7일 전고체배터리를 탑재한 전기차를 공개했다. 도요타는 오는 2030년까지 자동차 배터리 개발에 1조5000억엔(약 16조원)을 투자한다고 발표했다. 그 일환으로 도요타와 파나소닉은 공동출자한 배터리 부문 자회사 프라임플래닛에너지&솔루션(PPES)은 일본 효고현과 중국 다롄 공장에서 생산라인을 증설할 예정이다.

이 밖에 미국의 스타트업 퀀텀스케이프는 작년 12월 15분 이내에 80%를 충전할 수 있는 전고체 배터리를 개발해 주목을 받았다. 폭스바겐, 빌게이츠가 투자자로 나섰고, 폭스바겐은 퀀텀스케이프 실험 결과를 자체 검증까지 했으며 지난 5월에는 1억달러를 추가 투자하기로 했다.

배터리업계에서도 전고체 배터리 관련 투자와 기술개발의 진도가 빠르다. SK이노베이션은 SES와 경쟁하는 미국 솔리드파워에 3000만달러(약 353억2500만원)를 투자하고 공동으로 전고체 배터리를 개발·생산한다고 발표했다. 양사는 기존 리튬이온 배터리의 NCM 양극재와 실리콘 음극재를 적용한 전고체 배터리 개발에 나서며 에너지밀도를 약 33%높일 계획이다.

솔리드파워에는 현대차가 2018년 42억원을 투자해 지분 일부를 확보했다. SK와 현대차 외에도 포드, BMW가 투자하고 있다.

글로벌 2위 배터리 업체인 LG에너지솔루션은 상온에서도 고속충전이 가능한 전고체 배터리 기술을 개발했다. LG에너지솔루션은 “500회 이상의 충전과 방전이후에도 잔존용량 80%이상을 유지하고, 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도를 약 40% 높일 수 있어 전고체 배터리의 상용화를 위한 기술적인 진일보를 이뤄냈다”고 설명했다. LG에너지솔루션은 2030년 양산을 목표로 하고 있다.

또 다른 국내 배터리업체인 삼성SDI는 2027년으로 상용화 목표로 삼성전자 종합기술원, 일본연구소 등과 협력해 전고체 배터리 기술 개발을 진행 중이다.