전고체 배터리, 변화하는 배터리 시장 우리나라 기술력 최고 수준 이네요.

1) 리튬이온 배터리와 전고체 배터리 차이점

일단 리튬이온 배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해질로 구성하는데, 현재 스마트폰으로 전동공구, 전기자전거,

전기자동차 등에 사용하는 리튬이온 배터리는 액체 상태의 전해질을 사용하고 있다.

 

하지만 전고체 배터리는 전해질이 액체가 아닌 고체 상태인 배터리입니다.구조적으로 살펴보면 현재 사용하고 있는 대부분의 리튬이온 배터리는 양극과 음극 사이에 접촉을 방지하는 분리막이위치하고 전해질이 양극, 음극, 분리막과 함께 있지만, 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질이 포함되면서고체 전해질이 분리막의 역할까지 대신한다.

 

리튬이온 배터리는 액체 전해질을 사용하다 보니 온도 변화로 인한 배터리의 팽창이나, 외부 충격에 의한 누액 등 배터리  손상 시의 위험성이 존재한다. 그래서 안정성을 위해 부품이나 장치들이 필요하다고 합니다.이에 반해 전해질이 고체인 전고체 배터리는 구조적으로 단단해 안정적이며, 전해질이 훼손되더라도 형태를 유지할 수있기 때문에 더욱 안전성을 높일 수 있다고 한다.

 

2) 전고체 배터리가 필요한 이유

전고체가 필요한 이유는 바로 전기차용 배터리 용량을 높여야 하기 때문이라고 한다.전기차가 대세가 되기 위해서는 현재의 내연기관차와 비슷한 수준의 주행거리를 구현하고, 이를 위해 배터리 용량을 증가 시키는 것이 중요하다고 한다.

 

배터리 용량을 늘리는 방법은 두 가지가 있는데 첫 번째는 배터리 개수를 늘리는 것인데 이경우는 배터리 가격 상승과공간 효율성을 저해시켜 실현 가능 성이 어렵고, 두 번째는 전고체 배터리라고 합니다. 기존의 리튬이온 배터리에 비해에너지 밀도가 높고, 폭발이나 화재의 위험성이 사라지기 때문에 안전성과 관련된 부품들을 줄이고 그 자리에 배터리 용량을 늘릴 수 있는 활물질을 채웠다고 합니다. 그래서 전기차용 배터리로 안성맞춤이라 합니다.

 

3) 전고체 배터리 기술

SK이노베이션은 미국 조지아공대 이승우 교수진과 차세대 전고체 배터리 개발을 위해 협력하기로 했다고 했습니다.이승우 교수진은 카이스트와 공동으로 혁신적인 고무 형태 고분자 고체 전해질을 개발했다.지난해  SK이노베이션은 미국 솔리드 파워와 리튬이온 배터리 생산 설비에서 제조할 수 있는 전고체 배터리를 개발하기시작했다. 2020년부터 노벨상 수상자 미 텍사스대 존 굿 이너프 교수와 협업 중이라고 한다.

 

LG에너지솔루션은 주식시장 상장으로 확보한 자금을 전고체 배터리 등 차세대 배터리에 투잘할 계획이라고 한다.2024년까지 LG에너지솔루션은 3년간 6191억 원을 배터리 기술 고도화에 쓸 예정이라고 한다.지난해 9월 미국 샌디에이고대와 공동으로 상온에서 전고체 배터리를 충전할 수 있는 기술을 개발했다.기존에는 60도 이상에서만 충전이 가능했다고 한다.

 

삼성SDI는 전고체 배터리 관련 특허를 가장 많이 보유하고 있다. 삼성SDI는 2027년 상용화를 목표로 자체 개발뿐만 아니라 삼성전자 종합기술원, 일본연구소 등과 연구를 진행하고 있다고 한다.삼성전자 종합기술원은 2020년 3월 1회 충전으로 800㎞, 1000회 이상 충·방전 가능한 전고체 배터리 연구결과를 공개하기도 했다.

 

우리나라의 기술력에 다시 한번 감탄이 나옵니다.