리튬이온과 달리 안전성 높고 충전시간 짧아
전기자동차의 동력원으로 전고체전지가 떠오르고 있다. 기존 동력원인 리튬이온전지의 한계점을 극복할 수 있기 때문이다.
국책연구기관인 산업연구원(KIET)은 19일 '국내 이차전지산업 현황과 발전과제' 보고서를 통해 이같은 내용을 발표했다.
보고서에 따르면 현재 자동차용 배터리의 주류는 리튬이온전지이지만 향후 5~10년 이내에 성능향상과 용량증대, 안전성 등에서 한계에 도달할 것이라는 전망이다. 자동차업계에서도 이를 인식해 전고체전지 개발에 힘을 쏟고 있다. 전고체전지는 현행의 리튬이온전지에 비해 안전성이 높고 고출력을 낼 수 있기 때문이다. 이에 따라 전고체전지의 양산시점이 전기자동차 보급의 전환점이 될 것이라는 전망이다. 자동차업계에서는 이 시점을 오는 2025년으로 목표로 전기차 개발을 서두르고 있다.
전고체전지는 차세대 전지 중 가장 유망한 이차전지로, 기존 리튬이온전지의 양극과 음극 사이 액체전해질을 고체전해질층으로 바꾼 것이다. 이러한 고체 전해질은 액체에서의 발열·인화성이 없어져 안전성을 대폭 높일 수 있고 충전 속도를 단축시킬 수 있다. 기존 리튬이온전지는 액체 전해질 특성상 발화 위험성이 높고 충전 소요시간이 길다는 한계가 있다.
또한 보고서는 전고체전지의 경우 에너지 밀도를 현재 리튬이온전지의 상한선(약 250Wh/kg) 이상으로 향상시킬 수 있고 고온이나 고전압 환경에서도 성능 저하를 막을 수 있어 자동차에 최적화됐다고 설명했다.
하지만 아직까지는 기존 리튬이온전지와 비슷한 수준의 성능확보가 달성되지 않고 있다. 용량 측면에서는 비슷한 수준에 도달했지만 수명을 늘리는 기술 개발이 당면한 과제다.
보고서는 "전고체전지 개발확산이 시급하다"며 "메가 컨소시엄 타입의 대규모 R&D 정책과 관련 전문인력의 대폭적인 양성이 필요하다"고 지적했다.