제10회 더 배터리 컨퍼런스 2021 포스터 © 뉴스1

오는 2030년쯤 소비자들이 황화물을 기반으로 한 전고체 전지를 쉽게 만나볼 수 있을 것이란 전망이 나왔다.

조우석 한국전자기술연구원 책임연구원은 9일 서울 강남구 코엑스에서 열린 '제10회 더 배터리 컨퍼런스 2021'에서 "기술력을 보여주기 위한 제품은 2025년쯤 나오고, 상용화되는 것은 2030년쯤이 될 것"이라고 내다봤다.전고체 전지는 전지의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체한 것으로 차세대 2차전지로 꼽힌다.

현재 가장 많이 사용되고 있는 2차전지인 리튬이온배터리는 액체 전해질로 에너지 효율이 좋지만 수명이 상대적으로 짧고 전해질이 가연성이 있어 화재위험이 높은 단점이 있다. 전고체 전지는 화재 위험이 없고 리튬이온 배터리에 비해 충전 시간이 짧다.

조 책임연구원은 "자동차 회사는 안전하고 높은 에너지 밀도를 가진 전지를 필요로 한다"며 "여기에 가장 근접한 게 전고체 전지"라고 소개했다.그는 "리튬이온배터리의 에너지 밀도는 300Wh/㎏가 한계인데 자동차 회사에선 2030년쯤 되면 500Wh/kg 수준까지 필요로 할 것"이라며 "다음 세대(2차전지)로 유력한 게 전고체 전지"라고 설명했다.

조 책임연구원은 황화물, 산화물 등 전고체 전지의 전해질 소재 후보군에서 에너지밀도, 물성을 고려해 황화물 가능성을 제일 높게 봤다.

조 책임연구원은 "황화물 전고체 전지의 경우 삼성에서 발표한 기술을 이용하면 현재 450Wh/kg까지 높일 수 있다"고 말했다.

삼성전자와 현대자동차는 지난해 전고체 전지 개발을 위해 협력하기로 했다. 양사 모두 황화물을 전해질로 한 전고체 전지 개발의 연구의 초점을 맞추고 있다.

다만 전고체 전지는 전극 내 입자 간 계면 저항 때문에 성능이 떨어지는 문제점이 있고, 황화물이 대기 중 수분과 만나면 독성물질인 황화수소가스가 발생하는 문제가 있다. 황화물의 높은 가격도 해결해야 할 문제다.

조 책임연구원은 "황화물이 kg당 4800달러"라며 "전고체 전지 기술이 상용화 단계가 되면 저가 기술이 나올 것"이라고 전망했다.

더불어 "리튬이온배터리에 필요한 전해액과 분리막 대신 에너지 밀도가 높은 물질을 더 높을 수 있어 가격적 메리트가 있다"고 덧붙였다.


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