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폭발없는 전고체 전지... 전기차 '안성맞춤'
2027년 상용화 '가시권'... 자동차 업계 주목

리튬이온 배터리(왼쪽)와 전고체 배터리(오른쪽)의 구조. 사진=삼성SDI
‘전고체 배터리’ 개발에 주력하고 있는 삼성SDI가 전기차 시장의 판도를 좌우할 ‘다크호스’로 떠오르고 있다. 삼성SDI가 개발하고 있는 전고체 배터리는 폭발 위험이 없고, 고용량·고효율 등의 장점을 갖춰 글로벌 배터리 업계에서 ‘꿈의 배터리’로 불리고 있다. 

삼성SDI는 전고체 전지 기술 분야에서 가장 앞서있다는 평가를 받고 있다. 삼성SDI는 2027년 상용화를 목표로 삼성전자 종합기술원, 일본연구소 등과 협력해 전고체 배터리 개발에 박차를 가하고 있다.

전고체 전지는 미래 자동차 시장의 주류를 차지하게 될 전기차의 ‘화룡점정’이나 마찬가지다. 전기차에 전고체 배터리를 탑재할 경우, 주행거리를 비약적으로 늘릴 수 있고, 충전 시간을 크게 단축시킬 수 있다. 무엇보다 폭발 위험이 거의 없어 현재 쓰이고 있는 리튬이온 배터리를 대체할 가장 유력한 주자로 꼽힌다. 


현재 광범위한 분야에서 쓰이고 있는 리튬이온 배터리는 양극과 음극 사이에 분리막을 놓고 액체 전해질을 채운 구조로 돼 있다. 리튬이온이 전해질을 통해 양극과 음극 사이를 오가면서 전기가 만들어지는 원리다. 

하지만 리튬이온 배터리가 가진 한계점은 ‘안전성’에 있다. 열이나 충격에 약해 폭발이나 화재의 위험에서 자유롭지 못하기 때문이다. 양극과 음극의 접촉을 막는 분리막은 매우 얇은 두께로 돼 있어 훼손되기 쉽다. 분리막이 망가지면 전해액이 흘러나오게 되고, 양극과 음극이 서로 반응해 열을 발생시켜 화재로 연결될 수 있다. 

그렇다고 분리막을 두껍게 만들기도 어렵다. 리튬이온이 원활하게 분리막 사이를 오가야 하는데, 이를 두껍게 만들면 배터리 효율이 크게 떨어질 수밖에 없다. 배터리 제조사에서는 안전성을 높이기 위한 방편으로 배터리 안에 여러 안전장치를 내장하고 있지만, 이 역시 크기 대비 배터리의 용량을 줄이는 요인이 된다. 

사진-삼성종합기술원

(출처:삼성SDI)

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