"리튬이온 배터리가 2030년 이후에도 가장 많이 쓰일 것이다."
하회진 LG에너지솔루션 책임연구원은 31일 서울 역삼동 디일렉 콘퍼런스룸에서 열린 '배터리 혁신을 가속화하는 마법의 신소재' 세미나에서 리튬이온, 전고체 배터리가 당분간 공존할 것이라고 예상했다.
안정성이 높은 전고체 배터리는 극한환경, 프리미엄 전기차 등에서 활용될 것으로 내다봤다. 현재 상용화된 리튬이온 배터리가 2030년 이후에도 가장 많이 사용될 것으로 봤다. 관건은 에너지 밀도다. 액체 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리의 에너지 밀도는 750와트아와(Wh)/리터다. 전고체 배터리는 900Wh/리터 이상이 개발 중이다.
하 책임연구원은 "리튬이온 배터리 시장을 전고체 배터리가 얼마나 차지할 것인지가 관건"이라며 "LG에너지솔루션은 고분자 황화물계 소재를 이용해 2028년 지금의 리튬이온 배터리와 동일한 성능의 제품을 개발하고 2030년 900Wh/리터 이상의 에너지 밀도를 가진 전고체 배터리 생산이 목표다"라고 말했다.
무라타, 다이요유덴, TDK 등 일본 업체들이 개발해 생산하고 있는 산화물계 전고체 배터리는 아직 고려하지 않는다. 전극이 박막 형태라 전기차, 에너지저장장치(ESS) 등 많은 양의 배터리가 필요한 분야에 적용하기가 어려워서다. 대신 무선이어폰, 사물인터넷(IoT), 일부 산업용 기기에는 적용이 가능하다.
전고체 배터리 개발은 최근 속도가 붙었다. LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고대학교(UCSD)와 공동으로 기존 60℃ 이상에서만 충전이 가능했던 기술적 한계를 넘어 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발한 바 있다.
하 책임연구원은 "황화물계 전고체 배터리는 이온전도도가 가장 높고 열처리 없이 가공할 수 있다는 장점이 있다"며 "다만 높은 압력이 필요하고 고체 전해질용 바인더, 습식이 아닌 건식공정 개발이 관건이 될 것"이라고 덧붙였다.
한편, 글로벌 전고체 배터리 시장 규모는 2025년 1조6000억원에서 2035년 29조3000억원까지 성장할 것으로 보인다.
