[오토트리뷴=기노현 기자] 리튬이온배터리 기술 완성도가 고조에 오르면서 최근 전기자동차 주행거리 역시 비약적으로 발전하고 있다. 배터리는 다양한 산업 중 발전 속도가 느린 편에 속하는데도 불구하고, 최근 상당히 빠르게 발전해 왔지만, 기술적 한계에 올라와 있어 더 이상 에너지밀도를 높이기는 어려운 상황이다. 부피와, 무게를 늘리지 않고서는 전기자동차에 더 높은 용량 배터리를 적용할 수 없다는 의미다.
 

이런 문제를 해결하기 위해서 차세대 배터리로 전고체 배터리를 주목하고 있다. 기존 리튬이온배터리에서 액체 상태인 전해질을 고체로 사용할 수 있는 것이 전고체 배터리다. 리튬이온배터리가 갖고 있는 단점 중 대부분이 액체 전해질로 인해 생기는데, 고체 상태 전해질을 사용하면 이런 단점들을 해결할 수 있다.
 

전해액은 온도에 매우 취약하다. 때문에 겨울철 저온 상황에서 배터리 성능이 급격히 하락한다. 게다가 외부 충격으로 인해 전해액이 누출되면 화재나 폭발이 일어날 수 있다. 이런 특징 때문에 리튬이온배터리의 안전성이 논란이 되곤 하는데, 전고체 배터리는 이런 문제들을 해결할 수 있다. 게다가 리튬이온배터리 대비 에너지밀도를 두 배 이상 끌어올릴 수 있다고 알려져 있다.
 

이런 특징 덕분에 자동차 제조사들도 전고체 배터리에 주목하고 있다. 토요타는 이전부터 파나소닉과 합작사인 PEVE를 통해 직접 배터리 개발에 많은 관심을 쏟았다. 특히 전고체 배터리는 2015년 기준으로 토요타가 특허 24건을 출원했을 정도로 기술적으로 앞섰다. 덕분에 2022년경 출시 목표로 개발 중이며, 이는 타 제조사와 비교했을 때 빠른 일정이다. 참고로 같은 기간 LG화학은 7건에 불과했다. 
 

현대자동차도 미국 전고체 배터리 업체인 아이오닉 매터리얼에 투자를 진행했다. 국내에도 쟁쟁한 배터리 제조사가 있지만, 국내 업체는 전고체 배터리 개발에 있어서는 비교적 소극적이다. 그래서 현대자동차는 전고체 배터리 분야의 높은 기술력을 확보한 업체를 통해 전고체 배터리 전기자동차 양산 시기를 앞당기려는 전략으로 보인다.
 

배터리 업체 중 중국 칭다오 에너지는 최근 전고체 배터리 양산라인을 구축했다고 발표했다. 이들이 양산하는 전고체 배터리는 에너지밀도 400Wh/kg 이상으로 기존 리튬이온배터리 대비 2배 이상 끌어 올렸다고 밝혔다. 국내 삼성 SDI도 2019년 디트로이트 모터쇼에서 1회 충전으로 주행거리 700km 이상 가능한 전고체 배터리에 대한 기술 로드맵을 소개했다. 이런 기술들이 순조롭게 전기자동차에 적용될 수 있다면 주행거리를 대폭 늘릴 수 있을 것으로 전망된다.
 

전기자동차 시장은 배터리 기술발전과 함께 성장했고, 리튬이온배터리 발전을 통해 자동차 시장에서 존재감을 드러냈다. 앞으로는 전고체 배터리를 통해 전기차의 단점을 보완하고, 더 높은 안전성과 긴 주행거리를 갖게 될 것이다. 제조사와 배터리 업체 로드맵을 비춰 보면 전고체 배터리 전기자동차는 2020년 초에 사용화될 전망이다.

knh@autotribune.co.kr