[딜사이트 김진배 기자] 미래 먹거리인 차세대 배터리(전고체 배터리)를 두고 국내 배터리 3사인 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI가 뜨거운 장외 경쟁을 펼쳤다.

18일 서울 코엑스에서 열린 인터배터리 2022(INTER BATTERY 2022)에 참여한 국내 배터리 3사는 저마다 자사 제품과 특·장점, 제품을 탑재한 차량 등을 전시하며 배터리 기술을 뽐냈다.

배터리와 관련한 다양한 것들이 전시됐지만, 사람들의 가장 많은 관심을 끄는 것은 '차세대 배터리'라 불리는 전고체 배터리였다. 전고체 배터리는 전해질이 액체상태인 기존 리튬이온와 달리 전해질이 고체상태인 배터리를 말한다.

◆미래 게임체인저 '전고체 배터리' 

전해질이 액체상태인 기존 리튬이온 배터리는 온도변화로 인한 팽창이나 외부 충격에 의한 누액 등 배터리 손상 시 화재, 폭발 등의 위험이 존재한다. 반면, 전고체 배터리는 전해질이 고체상태이기 때문에 배터리가 손상되더라도 안정성이 높고 에너지 밀도가 높아 기존 리튬이온 전지 대비 효율성도 높다. 그러나 기술 난이도가 높아 현재까지도 상용화는 어려운 상황이다.

그럼에도 배터리 제조회사들은 전고체 배터리 개발에 열을 올리고 있다. 안정성과 효율성을 모두 잡을 수 있어 본격적인 전기차 시대를 위해 전고체 개발을 필수라 여기고 있는 것이다. 전기차 시장이 급속도로 커가고 있는 상황에서 경쟁 회사보다 빠르게 전고체 배터리를 개발할 경우 향후 배터리 업계 '게임 체인저'가 될 수 있다는 판단에서다.

이 같은 배터리 3사의 의지는 이번 인터배터리 2022에서도 고스란히 드러났다. 저마다 차세대 배터리와 관련한 공간을 마련하고 현재 단계와 상용화 목표를 제시했다.

◆ 삼성SDI·LG엔솔·SK온, 상용화 기술개발 경쟁 한창

최근 전고체 배터리 파일럿 생산 라인 착공에 들어갔다고 밝힌 삼성SDI는 가장 빠른 상용화 시점을 제시했다. 전고체 배터리 양산 시점을 2027년으로 잡았다. 2023년까지 프로토 타입을 생산하고 2025년 셀 플랫폼 개발을 완료한 후 2027년 양산에 돌입한다는 계획이다.

삼성SDI의 자신감은 2008년부터 지속해온 연구개발(R&D)에서 나온다. 삼성SDI는 외연확장보다 연구개발에 치중하면서 전고체 배터리 개발에 집중 투자해왔다. 그 결과 전고체 배터리와 관련해서는 세계에서 가장 많은 특허를 보유한 기업 중 하나가 됐다. 인터배터리 행사에 참석한 삼성SDI 관계자는 "가장 많은 특허를 보유한 기술력을 강점으로 전고체 배터리 개발을 계속할 것"이라고 말했다.

LG에너지솔루션은 이보다 보수적인 2030년 양산을 목표로 잡았다. 다만 전고체 배터리를 고분자계와 황화물계 두 단계로 나눠 2026년과 2030년으로 양산 목표를 제시했다. 고분자계 전고체 배터리는 이온전도도가 낮아 같은 전고체 배터리라도 황화물계 전고체 배터리보다 충·방전 속도가 떨어진다. 황화물계 전고체 배터리의 이온전도도는 액체상태의 리튬이온 배터리 수준으로 이온전도도가 높다. 

LG에너지솔루션 관계자는 "황화물계 전고체 배터리가 기술적 난이도가 더 높다고 보고 있다"면서 "황화물계 전고체 배터리는 2030년이면 양산 가능할 것"이라고 말했다. 이 관계자는 "황화물계만 놓고 보면 삼성SDI가 앞서가는 것은 맞지만, 고분자계를 포함한 기술력을 포함한다면 뒤처지지 않는다"면서 "삼성SDI 개발·시험 단계와 비슷한 수준으로 가고 있다"고 설명했다.

SK온은 외부 협력을 중심으로 전고체 배터리를 개발하고 있다. SK온 관계자는 "학계에서는 텍사스 오스틴대 굿이너프 박사, 조지아공대 이승우 교수와 협력하고 있다"면서 "산업계에서는 미국 솔리드파워와 협업하고 SES에 투자하는 등 외부 협력을 중심으로 전고체 배터리 개발에 힘쓰고 있다"고 말했다. SK온은 전고체 배터리 개발 시점을 LG에너지솔루션과 마찬가지로 2030년으로 제시했다.

이밖에 포스코케미칼은 이번 인터배터리 2022에 참여해 리튬이온 배터리와 전고체 배터리 개발 로드맵을 전시했다. 포스코케미칼도 2030년 전고체 배터리 양산을 목표로 개발을 진행 중이다.