- 전고체 전지, 배터리 화재 위험 축소 용량 확대 유리
- 파일럿 라인, 기술 검증 및 양산 능력 배양
- 2027년 전고체 전지 상용화 목표…日 도요타, 최초 경쟁

[디지털데일리 윤상호 기자] 삼성SDI가 전고체 배터리 파일럿 라인을 착공했다. 국내 배터리 3사 중 처음이다. 전고체 배터리는 차세대 배터리 중 가장 주목을 받는 제품이다. 삼성SDI가 전고체 배터리로 전기차(EV) 배터리 시장 게임 체인저가 될 수 있을지 관심이 모아진다.

14일 삼성SDI는 경기 수원시 삼성SDI연구소에 전고체 배터리 파일럿 라인 구축을 시작했다. 6500제곱미터(㎡) 규모다. S라인으로 명명했다.

삼성SDI 최윤호 사장은 "이번에 착공한 S라인은 초격차 기술 경쟁력과 최고의 품질 확보로 삼성SDI가 수익성 우위의 질적 성장을 이뤄 진정한 1등 기업으로 우뚝 서기 위한 초석이 될 것"이라고 말했다.

현재 EV 배터리는 ▲양극재 ▲음극재 ▲전해질 ▲분리막으로 구성한다. 양극과 음극 사이를 리튬이온이 움직이며 전기를 만든다. 전해질은 액체다. 리튬이온이 오가는 통로 역할이다. 분리막은 양극재와 음극재의 접촉을 막는다.

전고체 배터리는 전해질을 액체에서 고체로 바꾼 제품이다. 고체기 때문에 외부 요인에 따른 부피 변화가 적다. 양극재와 음극재가 섞일 위험이 없다. 분리막이 없어도 된다. 배터리 화재는 대부분 전해질 누수 또는 분리막 손상 탓에 일어난다. 전고체 배터리가 상대적으로 안전하다고 여겨지는 이유다. 또 안전과 관련한 부품을 줄일 수 있어 같은 크기 같은 무게로 에너지밀도를 높이기 유리하다. 에너지밀도는 주행거리와 직결한다. 고체 전해질을 구성하는 물질은 황화물계와 산화물계 양쪽이 경쟁 중이다.

문제는 고체 전해질 기술 개발이 어렵다는 점. 아직은 액체 전해질 대비 비싸고 수명이 짧다. 황화물계는 수분에 취약하다. 산화물계는 다루기가 어렵다. 업계에서는 일본 도요타가 관련 기술 개발에 가장 앞서있다는 평가를 내린다. 도요차는 2020년 전고체 배터리 장착 차량을 개발해 실제 도로에서 시험 주행까지 했다. 하지만 도요타도 수명과 비용 문제를 해결하지 못했다. 2027년을 상용화 시점으로 제시했다.

국내 배터리 3사 중에서는 삼성SDI가 선두다. 도요타와 마찬가지로 2027년 상용화가 목표다. 도요타도 삼성SDI도 황화물계 전고체 배터리에 집중하고 있다. 삼성SDI는 S라인을 통해 그동안 개발한 성과 검증과 양산 기술 확보에 주력할 방침이다.

진행 상황에 따라 삼성SDI에 대한 우려를 덜어낼 수 있을 것으로 보인다. 아무래도 먼저 시작하면 규모의 경제와 고객사 확보에 유리하다. 삼성SDI는 LG에너지솔루션 SK온 등 경쟁사에 비해 투자가 소극적이지 않냐는 걱정을 들어왔다. 작년 EV 배터리 점유율에서 SK온에 역전을 허용했다. 생산능력(캐파)와 수주현황 비공개 등도 이런 시각 확산에 일조했다.

한편 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 전고체 배터리 시장은 2021년 2기가와트시(GWh)에서 2030년 135GWh로 성장할 전망이다. SNE리서치는 2035년 이후에는 전고체 배터리로 배터리 캐파 주류가 바뀔 것으로 보고 있다.