[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 국내 기업들이 차세대 전고체 배터리 생산에 한 발 더 가까이 다가갔다. 배터리 업체인 삼성SDI와 포스코가 같은날 전고체 배터리 전용 파일럿과 핵심소재인 고체전해질 생산 공장 착공 소식을 각각 발표하고 나섰다.

전고체 배터리는 에너지밀도가 높아 주행거리를 높이고 충전시간과 화재 위험을 현저히 줄인다. 하지만 상용화까지 넘어야 할 기술적인 난제가 많아 '꿈의 배터리'로 불린다.

◆ 삼성SDI, 이달 파일럿라인 착공...준공시기는 미공개

14일 삼성SDI는 최근 경기도 수원시 영통구에 위치한 SDI연구소 내에 전고체 배터리 파일럿 라인(S라인)을 착공했다고 밝혔다. S라인은 약 6500㎡(약 2000평) 규모로 구축된다. 준공 시기는 공개하지 않았다. 고체(Solid)와 독보적인(Sole), 삼성SDI 등의 앞 글자를 따 파일럿 라인 이름을 S라인으로 명명했다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 삼성SDI 연구소 전경 [사진=삼성SDI] 2022.03.14 yunyun@newspim.com

전고체 배터리는 리튬이온 배터리의 핵심 소재 중 하나인 전해질이 액체가 아닌 고체인 배터리다. 유기 용매가 없으므로 불이 붙지 않아 안전성이 향상되고 음극을 흑연·실리콘 대신 리튬 금속을 적용해 에너지밀도를 향상시킬 수 있다.

삼성SDI는 'S라인'을 통해 기존 업계 최고 수준의 전고체 배터리 연구 성과와 더불어 생산 기술까지 단번에 확보해 나갈 방침이라고 설명했다.

'S라인'은 전고체 배터리 전용 극판 및 고체 전해질 공정 설비, 배터리 내부의 이온 전달이 원활히 이뤄지도록 만들어주는 셀 조립 설비를 비롯한 신규 공법과 인프라를 도입할 예정이다.

삼성SDI는 그동안 고체 전해질 설계와 합성에 성공해 전고체 전지 시제품을 만드는 등 기술 개발을 선도해 왔으며 양산 시점은 2027년을 목표로 하고 있다.

같은 날 포스코그룹 지주사인 포스코홀딩스도 전고체 배터리의 핵심소재인 고체전해질 공장 착공 소식을 발표했다. 포스코홀딩스는 지난달 국내 최고수준의 고체전해질 기술을 보유한 '정관'과 합작법인(JV) '포스코제이케이솔리드솔루션(포스코JK솔리드솔루션)'을 설립했다. 이어 이날 고체 전해질 생산 공장 건설에 착수한 것이다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 전기차 고체 전해질 사진 [사진=SK이노베이션] 2022.01.16 yunyun@newspim.com

포스코JK솔리드솔루션이 경남 양산시에 착공하는 공장은 올해 하반기부터 연산 24톤의 고체전해질을 생산할 예정이다. 이는 현재 고체전해질 시장규모를 감안할 때 글로벌 최고수준이다.

업계 한 관계자는 "전 세계적으로 고체전해질 생산 업체가 몇군데 있지만 생산규모가 10톤 남짓"이라며 "포스코는 그 두배되는 24톤"이라고 말했다.

◆ 전고체 배터리, 상용화 기술적 난제...핸드폰부터 채용

전기차, 배터리 업계에서 '꿈의 배터리'인 전고체 배터리 상용화 시기를 앞 다퉈 발표하고 있다. 하지만 충·방전시 리튬 표면에 나뭇가지 모양 리튬이 자라는 덴드라이트, 60도 이상 고온에서만 고속 충전 가능 등 넘어야 할 기술적 난제가 많아 상용화 시점을 예단하지 못하고 있었다.

업계 한 관계자는 "각 업체의 상용화 목표 시점에 대해 신뢰하지 못하는 분위기"라며 "업계 내에서는 기술 개발을 마치고, 실제 양산 모델을 내놓을때 그때를 상용화 시점으로 보고 있다"고 말했다.

이런 가운데 삼성SDI와 포스코JK솔리드솔루션의 소식은 상용화에 한 단계 더 가까이 다가갔다는 평가가 나온다.

동시에 업계에서는 전고체 배터리를 소형 배터리부터 채택후 점차 중‧대형으로 확대될이라는 관측이 나온다. 소형인 휴대폰 배터리부터 적용해 충전시간, 안전성 등에 대한 점검을 거쳐 점차 대형인 전기차 배터리로 활용을 넓혀간다는 것이다.

업계 다른 관계자는 "전고체 배터리가 양산된다면 충전시간, 수명 등에 대한 문제를 점검, 기술을 확대하기 위해 소형인 휴대폰 배터리에 채용 후 점차 중‧대형인 전기차 배터리로 넓혀갈 것이라는 얘기가 나온다"고 말했다.

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