삼성SDI 출신 日 배터리 전문가, "전고체전지 개발 토요타가 가장 앞서"

자동차업체와 배터리업체들이 차세대 배터리로 손꼽히는 전고체 전지 개발에 사활을 걸고 있다.

전고체 배터리는 현재 전기차에 탑재되는 리튬계 배터리를 대체할 차세대 배터리 기술로, 전해질을 액체가 아닌 고체로 사용함으로써 에너지 밀도를 높이고 폭발 위험성과 가격까지 낮출 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이 때문에 테슬라와 GM, 폭스바겐, 포드, 토요타, 현대자동차 등 주요 완성차업계는 물론, 삼성SDI, LG에너지솔루션, SK이노베이션, 파나소닉, CATL 등 배터리업체들이 치열한 개발경쟁을 벌이고 있다.

현대자동차의 경우, 배터리업체와의 협업을 통해 2025년 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 시범적으로 선보이고, 2027년 양산준비에들어가 2030년부터 본격 양산한다는 목표를 제시했다.

폭스바겐이나 GM, 배터리업체들도 뚜렷한 양산 일정은 밝히지 않고 있지만 2025년부터 2030년 사이에 전고체 배터리를 탑재한다는 방침을 내놓고 있다.

하지만 자동차업체나 배터리업체 어느 누구도 아직은 전고체전지 양산에 대한 뚜렷한 청사진은 내놓지 못하고 있다. 모두 연구단계일 뿐 양산이 가능할 지, 또는 목표에 맞는 제품이 나올 지도 불분명하다.

이런 가운데 삼성 SDI에서 근무 한 적이 있는 일본인 엔지니어 사토 노보루(佐藤登氏) 나고야대학 교수가 현재 기준 전고체 배터리 기술은 전 세계에서 토요타자동차가 가장 앞서 있다고 밝혀 관심을 끌고 있다.

노보루교수는 최근 일본의 일간공업신문과 가진 인터뷰에서 “황화물계 자동차용 고체 배터리는 도쿄공업대학과 토요타자동차의 고체전해질 발견으로부터 시작됐으며, 개발 진척도에서도 토요타가 가장 앞선 상태”라고 밝혔다.

그는 "전고체배터리는 전해액과 분리막이 없고 다른 재료가 필요하기 때문에 전고체배터리 양산을 위해서는 원재료 공급망 재구축이 필요하다"면서 일본에선 미츠이 금속이나 이데미쓰흥산이 공급할 가능성이 높다"고 말했다.

특히, 원재료업체의 투자는 개발단계부터 필요하고 사업화까지는 더욱 많은 투자가 필요하다고 지적했다.

노보루교수는 "전고체 배터리도 대형 배터리업체들이 많은 한국과 중국이 매우 위협적이라며 한국의 LG에너지솔루션이나 삼성SDI, SK이노베이션 등은 장기적 관점에서 가장 강력한 경쟁자"라고 밝혔다.

그는 전고체배터리 개발은 수년 내 가능하겠지만 본격적인 보급에는 향후 10년 정도 더 소요될 것으로 본다고 말했다.

또, 전고체 배터리는 리툼이온배터리가 있기 때문에 비싸도 팔릴 것이라는 가정은 틀렸다고 지적했다.

노보루교수는 현재 개발단계인 제 1세대 전고체 배터리는 리튬이온배터리의 응용 원리로 만들어진 것으로, 양극재 등이 현행 리튬이온배터리의 재료와 동일해 가격을 낮추기는 쉽지 않은 상황이라고 설명했다.

그는 차세대 전고체 배터리로 기대되는 제품은 고전위 양극재나 금속 리튬 부극재의 실용화가 필요한데, 이 단계에 이르면 획기적인 전고체 배터리로 발전하겠지만 여전히 고난이도의 기술 극복은 쉽지 않다고 지적했다.