"전고체, 2030년 배터리 시장 4%대로 올라설 전망"

[이데일리 경계영 기자] 차세대 배터리(이차전지)로 주목 받는 전고체 배터리가 2030년 전기차 배터리 시장 4% 수준까지 성장할 것이라는 전망이 나왔다. 전고체 배터리는 양극과 음극 간 리튬이온이 잘 이동할 수 있도록 돕는 전해질을 액체가 아닌 고체로 된 배터리를 말한다.

김대기 SNE리서치 부사장은 26일 오전 SNE리서치가 서울 강남구 코엑스에서 온·오프라인으로 진행한 ‘NGBS 2021’에서 이같이 밝혔다.

그는 “에너지 밀도를 높이려 양·음극 기술력을 향상하는 데 액체 전해질이 걸림돌이 되는 데다 안정성 문제도 있어 전고체 배터리에 대한 연구가 활발하게 진행된다”며 “저온에서도 출력이 안정적이고 높은 온도에서도 안전해 냉각장치를 비롯한 부품을 줄일 수 있다는 장점도 있다”고 설명했다.

SNE리서치에 따르면 올해 2GWh에 불과한 전고체 배터리 시장은 2025년 16GWh에서 2030년 135GWh로 커질 것으로 보인다. SNE리서치가 예상한 2030년 전기차 배터리 시장 수요가 3254GWh에 견주면 4%대까지 확대되는 셈이다.

유형별 전고체 배터리 시장 전망. (자료=SNE리서치)

고체 전해질 물질을 두고 아직 학계와 업계에선 연구가 한창이다. 김 부사장은 “토요타와 현대차, 폭스바겐, BMW 등 완성차업체는 황화물계를 중심으로 연구하는 데 비해 스타트업 등은 폴리머나 산화물, 혹은 이들 물질을 배합한 하이브리드 형태를 연구한다”며 “대세는 황화물계긴 하지만 폴리머와 산화물계도 실제 제품화하거나 기술이 발전되고 있다”고 말했다.

국내 배터리 제조사 가운데 삼성SDI(006400)가 황화물계 전고체 배터리를 개발하고 있다. LG에너지솔루션은 분사 전 LG화학(051910) 당시 폴리머계 전고체 배터리 특허를 다수 출원했으며 현재 가능성을 열어두고 연구하고 있다. 이들 기업은 2027년 전후로 전고체 배터리 시제품을 선보이겠다는 목표다.

황화물계는 이온 전도도가 높긴 하지만 수분에 취약하다. 산화물계는 상온에서도 안전하고 이온 전도도가 상대적으로 높긴 하지만 다루기가 어렵다는 단점이 있다. 전극 표면 접착력이 우수한 폴리머는 젤·드라이 형태로 나뉘며 드라이 형태의 경우 일정 온도에서만 작동하고, 젤 형태의 경우 기계적 특성이 낮다.

그는 “황화물과 산화물계 전고체 배터리는 크기에 민감하고 똑같은 수준의 성능을 유지하지 못해 리튬이온 배터리에 비해 양산 범위가 좁고 갈 길이 멀다”며 “올해 산화물계 전고체 배터리가 작은 IT기기에 적용되고 2025년 스타트업 중심으로, 2030년 전후로 각 배터리 제조사를 중심으로 각각 양산이 시작될 것”이라고 봤다.