전고체부터 리튬메탈전지까지 뜨거운 차세대 배터리 경쟁

국내 배터리 업체들이 차세대 배터리 개발에 정진하고 있다. 사업팀을 새롭게 꾸리고 지분 투자를 단행하고 있다. CATL, BYD 등 중국 배터리 업체와의 경쟁이 치열해지는 가운데 우위를 점하기 위한 기술 경쟁력 강화에 나선 것이다.

31일 업계에 따르면 삼성SDI는 지난해 4분기 S라인에서 생산한 전고체 배터리 샘플을 고객사에 공급하며 제품 상용화에 속도를 내고 있다. 현재 고객사에서 해당 제품의 성능 테스트 과정을 진행 중이다. 오는 2027년 상용화를 목표로 하고 있다.
삼성SDI는 지난 2022년 3월 수원 SDI연구소에서 국내 최초로 전고체 배터리 파일럿 라인인 S라인을 착공, 지난해 상반기 구축을 완료했다. 전고체 배터리는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 기존 가연성의 액체에서 고체로 대체한 배터리를 말한다. 높은 안전성과 에너지밀도가 높은 것이 특징이다.

지난해 12월에는 ABS 사업화 추진팀을 새롭게 만들었다. 이 팀은 중대형전지사업부 내 직속 조직으로 전고체 배터리 사업의 본격적인 추진을 위해 기획됐다. 박종선 중대형전지 전략마케팅 부사장은 전날 열린 지난해 실적발표 컨퍼런스콜에서 ASB 사업화 추진팀의 주요 과제에 대해 "핵심 소재 양산 성능을 확보하고 대용량화를 위한 극판 기술을 확보하는 것"이라고 말했다.
LG에너지솔루션은 미국 배터리 개발 벤처기업인 사이온 파워에 지분 투자를 단행하며 리튬메탈전지 기술 확보에 나서고 있다. 리튬메탈전지는 흑연 음극재 대신 금속 소재의 음극재를 사용하는 전지를 말한다. 사이온 파워는 지난 1994년에 설립된 차세대 배터리 기술 개발 벤처기업으로 리튬메탈전지 분야를 선도하고 있다. LG에너지솔루션은 “배터리 산업의 차세대 기술 주도권을 확고히 하기 위한 전략적 투자"라고 했다. 이외에도 LG에너지솔루션은 전고체, 리튬황 등 차세대 배터리 개발도 진행하고 있다.

SK온은 미국 전고체 배터리 기업 솔리드파워와 협력을 강화하며 전고체 배터리 개발에 속도를 내고 있다. SK온은 자사가 보유한 기술과 노하우에 솔리드파워의 황화물계 고체전해질 및 셀 기술을 접목시켜 수명과 에너지 밀도 등 성능을 대폭 강화한 전고체 배터리를 개발한다는 계획이다. 오는 2025년 대전 배터리 연구원에 전고체 배터리 파일럿 라인을 구축할 계획이다. 양사는 개발 이후 전고체 배터리 상용화를 위한 협력도 이어갈 방침이다.

이들은 유수의 대학과도 공동 연구를 진행하고 있다. LG에너지솔루션의 경우 미국 샌디에이고 캘리포니아 대학(UCSD) 및 독일 MEET, 국가연구기관 헬름홀츠 연구소 뮌스터 지부와 FRL(Frontier Research Lab)을 설립했고 카이스트, 포스텍, 서울대 등과도 차세대 배터리를 연구하고 있다. SK온은 연세대, 한양대와 배터리 연구를 진행하고 있다. 지난해에는 단국대학교 연구팀과 함께 세계 최고 수준의 리튬이온전도도를 갖는 산화물계 신(新) 고체 전해질 개발에 성공해 국내외 특허 출원을 마치기도 했다.


김정희 글로벌이코노믹 기자 jh1320@g-enews.com