전체기사 최신뉴스 GAM 라씨로
KYD 라이브
KYD 디데이
산업 재계·경영

속보

더보기

[Tech 스토리] 배터리계 빠르고 안전한 운전사, 전해질

기사입력 : 2023년05월07일 07:00

최종수정 : 2023년05월07일 07:00

고체 전해질 연구 활발...2030년 이후 상용화 전망
정부·기업 전고체 배터리에 20조원 투자해

[서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 전해질은 리튬이온이 양극과 음극으로 자유로이 이동할 수 있도록 하는 물질로 일종의 통로 역할을 합니다. 전해질은 리튬이온을 빠르고 안정적으로 이동시키고 양극과 음극의 표면을 안정화해 배터리의 수명도 늘리는 기능을 합니다.

◆ 전해질, 배터리 충방전 통로...액체 상태 대중화

리튬이온배터리에서 전해질의 성분 구성과 역할. [사진=삼성SDI]

현재 대부분의 리튬이온배터리는 액체 상태의 전해질(전해액)을 사용하고 있습니다. 액체 전해질은 다양한 화학 물질로 이뤄진 유기물입니다.

전해질의 핵심은 '이온전도성' 입니다. 리튬이온을 잘 이동할 수 있도록 이온 전도도가 높은 물질을 주로 사용합니다.

전해질은 리튬염(Lithium Salt), 유기용매(organic solvent), 첨가제(additive)로 구성돼 있습니다. 커피(리튬염)를 녹인 물(유기용매)에 설탕(첨가제)을 넣은 상태를 예시로 들수 있겠습니다. 염은 리튬이온이 지나갈 수 있는 이동 통로이고, 용매는 염을 용해하기 위해 사용하는 유기 액체입니다.

첨가제는 특정 목적을 위해 소량 첨가됩니다. 양극이나 음극 표면에 보호막을 형성하거나 리튬이 양극과 음극 사이를 원할하게 이동할 수 있도록 돕는 역할 등을 합니다. 또한 발열을 줄이거나 용량을 유지하며 내부에서의 가스 발생을 감소시키기도 합니다.

전해액은 리튬이온들만 전극으로 이동시키고, 젙자는 통과하지 못하도록 하는데, 전해액의 종류에 따라 리튬 이온의 속도가 달라집니다.

◆ 정부·기업 고체 전해질 상용화, 안간힘

리튬이온배터리에서 전해질의 역할. [사진=삼성SDI]

최근 삼성SDI가 전고체 배터리 관련 기술을 발표하며 고체 전해질에 대한 관심이 높아졌습니다. 전고체 배터리는 양극과 음극 사이에 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용한 배터리입니다.

삼성SDI는 지난 3월 '인터배터리 2023'에서 전고체전지 모형을 공개 했습니다. 삼성SDI는 도요타에 이어 전 세계에서 두 번째로 전고체 특허를 많이 보유하고 있는 것으로 알려져 있습니다.

전해질이 왔다 갔다 하면서 화학적인 반응을 일으키거나, 열화 현상이 일어나는 데 이 과정에서 '덴드라이트(Dendrite·수지상결정)'가 형성됩니다. 리튬 덴드라이트는 리튬 전지 내부에서 자라나는 나뭇가지 모양의 결정으로 배터리 고장과 불이 붙게 하는 주요 원인입니다. 이러한 위험성을 차단하기 위해 액체인 전해질을 고체화 한 것인 고체 전해질 입니다.

또 전고체 배터리에는 고체 전해질이 분리막의 역할을 대신하기에 분리막을 사용하지 않게 된다고 합니다.

다만 기술 개발의 장벽이 높고, 대량 양산 및 가격 경쟁력 확보는 쉽지 않을 전망입니다. 정부는 국내 배터리 3사와 함께 2030년까지 전고체 배터리 등 차체대 배터리 개발에 20조원을 투자하겠다는 계획을 내놓았습니다.

전문가들이 보는 전고체 배터리 상용화는 2027년~2030년 이후 입니다. 삼성SDI는 2027년 전고체 배터리 대량양산 시스템을 예고한 상태입니다.

배터리의 4대 소재 중 하나인 전해질 시장은 세계 전기차 시장의 급성장과 발 맞춰 빠르게 커갈 것으로 기대됩니다. SNE리서치에 따르면 2030년 전해액과 양극재, 음극재, 분리막 등 리튬이온 배터리 4대 소재의 시장 규모는 1476억 달러(약 196조원)로 성장할 전망입니다.

aaa22@newspim.com

CES 2025 참관단 모집

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
모델 문가비 아들 친부는 정우성 [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = 모델 문가비(35)가 출산한 아들의 친부가 배우 정우성(51)인 것으로 드러났다. 정우성 소속사 아티스트컴퍼니는 24일 "문가비가 소셜미디어를 통해 공개한 아이는 정우성의 친자가 맞다"며 "아이의 양육 방식에 대해서 최선의 방향으로 논의 중이다. 아버지로서 아이에 대해 끝까지 책임을 다할 것"이라고 밝혔다. 다만 "출산 시점과 두 사람의 교제 여부, 결혼 계획 등 사생활 관련 내용은 확인해 줄 수 없다"고 알렸다. 배우 정우성 [사진=에이스메이커무비웍스] 앞서 두 사람 사이의 득남 소식이 알려졌다. 두 사람은 2022년 한 모임에서의 만남 가까이 지냈으나 교제한 사이는 아니었고 결혼 계획도 없는 것으로 전해졌다. 작년 6월 문가비가 임신 사실을 알렸고 정우성은 양육의 책임을 약속했다고 한다. 문가비는 뷰티 예능 프로그램 '겟잇뷰티' 등으로 얼굴을 알린 한동안 활동을 중단했다가 지난 22일 인스타그램을 통해 아들 출산 사실을 고백했다. 그러나 결혼 여부나 아이 아버지에 관한 언급은 없어 궁금증을 샀다. 당시 문가비는 "너무 갑작스럽게 찾아온 소식에 아무 준비가 돼 있지 않았던 저는 임신의 기쁨이나 축하를 마음껏 누리기보다는 가족들의 축복 속에 조용히 임신 기간 대부분을 보냈다"며 "그렇게 하기로 선택한 건 오로지 태어날 아이를 위함이었다. 마음 한편에 늘 소중한 무언가를 지키기 위해서는 꽁꽁 숨겨야 한다고 생각했다"고 했다. [사진=문가비 인스타그램] 이어 "세상에 나온 아이를 앞에 두고 여전히 완벽한 준비가 되지 않은 엄마지만 그런 내 부족함과는 상관없이 존재 자체만으로 나의 마음을 사랑으로 채워주는 아이를 보며, 완벽함보다는 사랑과 행복으로 가득 찬 건강한 엄마가 돼야겠다고 다짐했다"며 "그러기 위해서는 용기를 내야 한다고 생각했다"고 말했다. 문가비는 1989년생으로 2017년 온스타일 예능 '매력티비'와 '겟잇뷰티'로 얼굴을 알렸다. 이후 SBS '정글의 법칙'과 KBS '볼빨간 당신' 등 각종 예능에 출연했다. 여러 광고와 헤라서울패션위크 등 패션쇼 무대에도 섰다. jyyang@newspim.com 2024-11-25 09:48
사진
이재명 '위증교사' 1심 김동현 판사 누구 [서울=뉴스핌] 배정원 기자 = 이재명 더불어민주당 대표의 위증교사 혐의 1심 선고를 맡은 서울중앙지법 형사합의33부 재판장에 대한 관심이 집중되고 있다. 서울중앙지법 형사합의33부(김동현 부장판사)는 25일 오후 2시 위증교사 혐의로 기소된 이 대표의 1심 선고공판을 진행한다.  전라남도 장성 출신의 김동현 부장판사는 고려대학교 법학과를 졸업하고 2001년 사법연수원을 30기로 수료했다. 김 부장판사는 2004년 광주지법 판사를 시작으로 인천지법, 서울동부지법, 서울고법 등을 거쳐 지난해부터 선거·부패 사건을 전담하는 서울중앙지법 형사합의33부 부장판사로 재직하고 있다. [서울=뉴스핌] 이형석 기자 = 이재명 더불어민주당 대표가 25일 오전 서울 여의도 국회에서 열린 최고위원회의에 자리하고 있다. 2024.11.25 leehs@newspim.com 김 부장판사는 이 대표의 위증교사 사건 외에도 '대장동·위례신도시·성남FC·백현동 의혹' 사건을 함께 심리하고 있는데, 해당 사건은 기록의 양이 방대하고 쟁점이 복잡해 1심 선고를 하기까지 몇 년이 더 걸릴 수 있다는 전망이 나온다. 당초 이 대표 측은 두 사건을 분리해서 진행할 경우 방어권 보장에 어려움을 겪게 된다며 병합 심리를 요구했으나, 김 부장판사는 두 사건을 병합하지 않고 별도로 진행하기로 결정했다. 또 김 부장판사는 이른바 '가짜 수산업자'에게 금품을 받은 혐의로 기소된 박영수 전 특별검사(특검)의 1심 사건을 맡으며 징역 4개월에 집행유예 1년을 선고하기도 했다. 당시 김 부장판사는 "이 사건 범행으로 공직자의 공정한 직무수행과 공공기관에 대한 국민의 신뢰가 크게 훼손됐다"며 "특히 박영수 피고인은 국정농단 규명을 위해 임명된 특별검사로 어느 공직자보다 공정성과 청렴성에서 모범을 보여야함에도 금품을 수수했다"고 질책했다. 박 전 특검 등에게 금품을 제공한 혐의로 기소된 가짜 수산업자 김모 씨에 대해서는 "다수의 공직자에게 긴 시간 금품을 제공한 점, 이종범죄로 처벌받은 전력이 있는 점 등을 고려했다"며 징역 6개월의 실형을 선고했다. 또 김 부장판사는 이명박 정부 시절 이른바 '스파르타팀'을 꾸려 정부에 우호적인 방향으로 온라인 여론을 조작한 혐의 등으로 기소된 전직 청와대 비서관들에게도 징역형 집행유예를 선고한 바 있다.  이런 가운데, 위증교사 혐의는 이 대표의 형사 사건 중 가장 불리한 판결이 나올 가능성이 높은 사건으로 꼽히고 있다. 검찰에 따르면 최근 6년간 유죄가 확정된 위증교사 사범 195명 중 실형(69명)이나 징역형 집행유예(114명)가 선고된 사례는 94.8%에 이르며 벌금형(12명) 선고 비율은 6.2%에 그쳤다. 이 대표가 만약 위증교사 혐의로 대법원에서 금고 이상의 형(집행유예 포함)을 확정받으면 공직선거법 제19조에 따라 피선거권이 박탈돼 형이 실효될 때까지 선거에 출마할 수 없게 된다.  jeongwon1026@newspim.com 2024-11-25 11:19
안다쇼핑
Top으로 이동