삼성SDI, 내구성‧생산성 측면서 유리한 각형 유지할 전망
폭스바겐, GM 등 글로벌 완성차업체들이 전기차 전환에 예상보다 빠르게 속도를 내면서 전 세계 전기차 시장이 가파르게 성장할 전망이다.
세계 최고 수준의 기술력을 확보해 글로벌 배터리 시장을 거머쥐고 있는 국내 배터리 제조사들도 공격적인 투자와 적극적인 연구개발로 ‘K-배터리’의 선도적인 위상을 더욱 높이고 있다.
특히, 차세대 2차 전지로 불리는 전고체 배터리 시대가 빠르면 2025년에 활짝 열릴 것으로 예상되면서 국내 제조사들도 관련 기술 개발에 잰걸음을 이어가고 있다.
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| ▲ LG에너지솔루션의 파우치형 배터리와 삼성SDI의 각형 배터러 [사진=연합뉴스] |
SNE 리서치에 따르면, 전고체 배터리 시장은 오는 2023년 5GWh에서 2025년 16GWh로 세 배 이상 성장할 것으로 예상된다.
소재별로는 폴리머가 절반 정도 비중을 차지할 것으로 보이며, 황화물계와 산화물계가 그 뒤를 따를 것으로 전망된다.
고체 전해질을 사용하는 전고체 배터리는 액체 전해질이 쓰이는 기존 리튬이온 배터리보다 구조적으로 충격‧훼손에 강해 화재나 폭발의 위험이 낮다.
또한 에너지 밀도가 높아 전기차 주행거리를 늘릴 수 있다는 장점도 가지고 있다.
고체 전해질을 사용하는 전고체 기존 리튬이온 전지와 같이 액체 전해질로 만든 배터리보다 상대적으로 전해질 부피도 액체에 비해 작아 더 고밀도로 만들 수 있어 전기차 주행거리를 늘리는 데에도 유리하다.
향후 개발될 전고체배터리의 형태에도 관심이 모아지고 있다. 전기차에 탑재되는 2차 전지는 배터리 형태에 따라 원통형, 각형, 파우치형 등으로 구분된다.
현재 LG에너지솔루션은 파우치형, 삼성SDI는 각형을 주력으로 생산하면서 안정성과 효율성 두 마리 토끼를 모두 잡기 위해 서로 경쟁하는 상황이다.
LG에너지솔루션은 전고체 배터리도 파우치형으로 생산할 계획이라고 밝혔다.
정근창 LG에너지솔루션 배터리연구소장(부사장)은 지난 22일 열린 자사 ‘이노베이션 포럼 2021‘에서 “전고체 배터리 적용을 고려하면 파우치 타입의 경쟁력이 뛰어난 것으로 보인다”고 강조했다.
전고체배터리 자체의 안정성이 뛰어나 자사 주력 형태인 파우치형으로 생산해도 화재 등 안전 문제가 없을 것이라는 관측이다.
특히, 가압 공정이 필요한 전고체배터리 특성상 원통형과 각형은 배터리에 압력이 가해질 시 변형이 가능하다는 점을 지적했다.
한편, 삼성SDI는 차세대 2차전지 생산에서도 주력인 각형 배터리를 유지할 전망이다.
각형 배터리는 무게가 무겁고, 발열에 취약하다는 단점에도 내구성과 생산성 등에서 파우치형보다 유리하다는 평가를 받는다.
김지산, 이종형 키움증권 연구위원은 “LG에너지솔루션은 폴리머계 개발에 가장 앞서 있는 것으로 평가받는다”고 말했다.
이어 “삼성SDI는 2번째로 많은 고체 전해질 특허를 보유하고 있다”며 “2023년 프로토타입 셀을 개발하고, 2025년 전기차용 대형 셀을 개발한 후 2027년부터 상업화에 나설 것”으로 분석했다.
[메가경제=김형규 기자]
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