전고체배터리 기술개발 현황_LG에너지솔루션

 

현재 전기차에 들어가는 배터리는 대부분 리튬이온배터리입니다. 

리튬이온배터리는 충전과 방전이라는 절차를 진행할 때 액체전해질을 통해서 리튬이온이 이동합니다. 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동할때 충전이 되는데, 전해질이 고체 형태로 되어 있는 것이 전고체 배터리입니다. 

 

전고체 배터리의 장점은?

 - 낮은 화재 위험

 - 높은 에너지 밀도

 - 빠른 충전 속도

 

즉 현재의 리튬이온배터리는 상대적으로 화재 및 폭발의 위험이 있고, 충전속도도 느리다는 단점이 있다는 것을 알 수 있습니다. 이런 단점을 개선시키는 방법으로 전해질을 액체가 아니라 고체형태로 개발하려고 전세계 배터리 제조사들은 사활을 걸고 있는 상황입니다. 

 

최근 기사에 따르면, LG화학에서 배터리부문을 물적분할하여 설립한 'LG에너지솔루션'(LG엔솔)은 전고체배터리의 상온 충전이 가능한 기술을 개발했다고 합니다. 전고체 배터리는 고체전해질을 사용하는 덕에 충전할 때 60도 이상의 고온에서만 충전이 가능해서 상용화에 문제가 있었는데요 이번에 5마이크로미터 내외의 작은 입자인 마이크로실리콘음극재를 사용하여 해당문제를 해결하였다고 합니다. 

 

그래서 이 기술을 적용한 전고체배터리는 수명이 늘어났다고 합니다. 그러나 아직 해결해야 할 과제는 많이 있는데요...상온에서 충전이 가능하게 되었지만, 북유럽처럼 추운 지방에서는 충전이 안된다고 합니다. 즉 저온에서 충전할 수 있는 기술도 개발해야 하는 것이지요.

 

또한 기술개발이후에도 대량생산을 통한 수익성 확보가 필요합니다. 아직은 고체 전해질 가격이 높고, 생산공정상 어려움이 쌓여 있다고 합니다. 갈길은 멀지만 하나하나 문제를 해결하다보면 결국 상용화라는 답에 도달할 수 있지 않을까 싶습니다. 

 

현재 배터리제조사들의 전고체배터리 개발목표는 다음과 같습니다.

 - 삼성SDI : '25년 개발목표(with 삼성전자 종합기술원) + '27년 상용화 양상 목표

 - LG에너지솔루션 : '30년 상용화 목표 (상온충전 가능 전고체배터리 기술 확보)

 - SK이노베이션 : '30년 상용화 목표 (리튬메탈 배터리 개발 중)

 - 기타

   . 현대자동차 : '25년 전고체배터리 기반 전기차 시범 양산 + '30년 본격 양산 목표

   . 도요타 : 배터리 생산 및 개발에 16조원 투자 계획

   . CATL : 전고체 배터리 개발 중, '24년 출시예정?