1회 충전에 800Km, 꿈의 배터리인 전고체배터리, 누가 승자인가?

오늘은  반도체, 재료, 및 비즈니스 시장(Business Market) 소식으로,

 

1회 충전에 800Km 꿈의 배터리인 전고체배터리, 누가 승자인가? 에 관한 간략한 내용입니다. 참조만 부탁드립니다.

 

 

 

 

미래산업의 초석이 될 배터리산업에서,

 

최근에 LG에너지솔루션과 SK이노베이션간의 소송이2조 원의 보상금에 합의하면서 마무리되었다 합니다.

 

즉, 그 내용은 SK이노베이션이 LG에너지솔루션에 2조원을 지급하고, 양사는 향후 10년간 추가 쟁송을 하지 않기로 했다고 합니다.

 

 

 

 

 

정부 로서도,

 

LG에너지솔루션과 SK이노베이션간 불화의 씨앗이 된 인재양성 사업도 강화하고,

 

지난해 '산업혁신 인재 성장 지원사업' 대상에 이차전지를 처음으로 포함시키고 석· 박사 전문인력 양성을 지원하고 있다고 합니다.

 

 

한양대, 울산과학기술원(UNIST), 전남대는 배터리 핵심소재 부문에,

 

성균관대, 충남대는 배터리 설계 및 분석 부문에 인력을 양성하고 있답니다.

 

 

 

현재 전기차배터리 모양은 원형, 파우치형, 각형으로 구분되어 차 내부에 배치 공간의 이점을 내세우고 있는데,

 

가까운 시일 내에 이러한 이점에 차세대 기술인 전고체배터리가 도입되면,

 

전기자동차는 또 다른 산업계의 혁명이라고 생각됩니다.

 

 

 

 

현재 상용화된 배터리는 액체 전해질이 외부 충격이나 고온 등으로 인해 흘러내릴 수 있어 발열, 화재 등에 취약하답니다.

 

전고체배터리는 내부의 액체 전해질을 황화물, 산화물 등 고체로 대체해 안전성, 수명 등의 측면에서 기존 배터리보다 뛰어납니다.

 

 

이러한 전고체배터리는 고체 상태 전해질을 사용해 전해질 누액으로 위한 위험이 없습니다.

 

에너지 밀도도 높아 1회 충전으로 800km 이상 주행할 수 있어 '꿈의 배터리'로 불리는 이유입니다.

 

 

 

 

 

 

 

국제적으로는,

 

 

 

폭스바겐과 토요타가 앞서고 있습니다.

 

폭스바겐은 퀀텀스케이프와 손잡고 투자하고 있으면, 이에, 퀀텀스케이프는 2021년 초 세계 최초로

 

4겹의 다층 배터리 셀을 성공적으로 구축했다고 발표했으며,

 

12겹 이상의 다층 셀 배터리를 2025년 상용화가 목표라고 합니다.

 

 

그리고, 일본의

 

토요타는 2025년 양산을 목표로, 올해 내 전고체배터리를 탑재한 시제품을 공개할 예정이랍니다.

 

그 외, 무라타, 히타치, 교세라, 도레이, 스미토모화학 등 일본 소재업체도 전고체배터리 개발에 나서고 있답니다.

 

 

 

전고체배터리는 현재 일본의 관련 기술이 가장 앞 서있고, 특허비중도 높다고 합니다.

 

유럽 특허청에 따르면 전고체배터리 관련 국제 특허의 국가별 비중은

 

일본이 54%로 1위이고,

미국이 18%,

한국이12%이라고 하네요.

 

 

 

 

 

K배터리, 즉, 국내적으로는,

 

 

 

1. 삼성 SDI입니다.

 

2027년 전고체 배터리 양산 계획을 목표로 삼성전자 종합기술원은 2020년 3월,

 

1회 충전으로800km 이상 주행할 수 있고 1,000회 이상 충방전이 가능한 전고체배터리 연구결과를 공개했답니다.

 

 

 

 

2.LG에너지 설루션입니다.

 

고분자계 전해질을 사용한 전고체배터리 개발에 집중하고 있고,

 

고분자계 전고체배터리는 기존 리튬이온 배터리 공정을 활용해 생산이 가능하다는 장점이 있다고 합니다.

 

 

2020년 3분기 실적 발표에서,

 

LG는 "2028년~2030년이 상용화 목표 시점"이라며

 

"2027년까지는 전고체배터리를 상용화할 수 있을지 시험하는 수준의 기술개발이 일어날 것으로 보고 있다"라고 밝혔습니다.

 

 

 

 

3.SK이노베이션입니다.

 

전고체배터리의 한 종류인 리튬메탈배터리 개발에 집중하고 있고,

 

리튬메탈배터리는 리튬이온배터리의 에너지 밀도 한계치인 800Wh/L을 1000Wh/L까지 끌어올릴 수 있는데,

 

음극재에 금속을 사용하는 방식이라고 합니다.

 

 

 

 

 

 

추가로, 상용화를 위해서는 풀어야 할 난제도 있습니다.

 

대표적으로 배터리 출력, 가격, 특허 등 기술 확보입니다.

 

아마도, 이 분야도 현재의 반도체와 같이 세계적으로 큰 흐름의 경쟁이 일어날 것 같습니다.

이렇게 되면, 또 원재료 사이클의 변혁도 일어날 것 같습니다.

 

 

 

1. 전도도가 낮으면 배터리 출력이 떨어진다는 문제점이 있다.

 

이온 전도도는 배터리 내부에서 이온이 이동하는 정도를 의미하는데,

 

전고체배터리는 액체 전해질 배터리보다 이온 전도도가 낮다고 합니다.

 

 

 

2. 비싼 가격 역시 상용화를 가로막는 장애물입니다.

 

전고체배터리 상용화를 결정짓는 건 가격이라며, 시장에서 받아들일 수 있는 가격까지 낮춰야 하는데,

 

지금으로서는 여기에 근접한 회사가 없는 것이 현실이랍니다.

 

 

 

3. 선제적인 기술, 특허 등 확보가 중요하다는 것입니다.

 

전고체배터리는 상용화만 된다면 업계 판도를 바꿀 수 있지만 기술적인 장벽이 높아

 

꿈의 배터리라고 불리는 면도 있다고 합니다.

 

 

발췌 – 머니투데이