전고체 ‘꿈의 배터리’…액체 대신 고체 전해질 사용

화재 가능성 ‘0’ 안심…전기차 배터리 대안으로 주목

[헤럴드경제=김대우 기자] 최근 국내외에서 잇단 전기차 화재로 배터리의 안전성 문제가 도마위에 오르면서 전고체 배터리가 이에 대한 해법으로 떠오르고 있다. 전고체 전지는 기존 배터리 대비 화재위험성이 현저히 낮고 고용량·고출력 구현이 용이해 ‘꿈의 배터리’로 불린다.

이러한 가운데 소재전문기업 EG가 국책과제를 통해 전고체전지 핵심소재인 고체 전해질을 비롯해 전고체전지용 고용량 양극, 음극 기술을 개발 중인 것으로 알려져 투자자들의 관심을 받고 있다.

27일 업계에 따르면 EG는 국책과제 ‘전고상 전지용 고전압·고용량 양극 및 고용량 음극 기술 개발’을 통해 전고체 전지용 폴리에테르 기반 고분자 리튬 전고상 고분자 전해질과 양극활물질과 고체전해질로 이루어진 복합 양극 제조 기술 등을 연구 중인 것으로 확인됐다.

전기자동차용 등 고에너지밀도 및 고안전성이 요구되는 중대형 리튬이차전지의 액체전해질 및 분리막 시장을 급속하게 대체할 것으로 예상되며, 추가적으로는 ‘post-LIB’로 지칭되는 리튬황전지와 리튬공기전지의 주요 핵심기술로 적용이 가능할 것으로 기대된다.

이 회사는 이에 앞서 전고체 전지의 고용량·고출력 특성에 대응할 수 있는 비탄소계 실리콘 음극재 제품을 개발했으며 관련 핵심기술의 특허 등록을 완료했다.

전고체 배터리는 2차전지 내 전해질을 기존의 액체에서 고체로 대체한 차세대 배터리다. 기존 액체 전해질 배터리가 외력에 의한 누출위험, 과충전, 열 충격 등에 따른 발화 및 폭발 위험성이 높았던 데 반해 전고체 전해질은 안전성이 높아 화재 및 폭발 위험이 거의 없다.

높은 안정성과 에너지밀도 덕에 고용량·고출력 전지 제조가 가능한 것도 특징이다. 이러한 특징들 때문에 현재 수시간이 걸리는 충전시간을 5분만에 80% 충전이 가능하며, 주행거리도 800km까지 늘릴 수 있다. 전기차 및 2차전지 업계에서 전고체 배터리에 주목하고 있는 이유다.

한편 EG는 전기차와 미래차의 또다른 한축을 차지하고 있는 수소자동차에 들어가는 고체수소저장소재 개발에도 노력을 기울이고 있다. 지난 2015년 고체수소저장소재 개발 관련 국책과제에 선정된 데 이어 2016년 한국과학기술연구원(KIST)과 함께 차량용 고용량 고체수소저장소재(소듐알라네이트, NaAlH4)합성에 성공한 바 있다.