SK이노, 전고체 배터리 투자 본격화

美 ‘솔리드파워’에 352억원 투입
리튬이온 대비 주행거리 33% 늘어난
차량 배터리 생산… 폭발위험도 줄어
기존 설비서 생산해 양산 앞당겨

이성준 SK이노베이션 환경과학기술원장(왼쪽)과 더그 캠벨 솔리드파워 최고경영자(CEO)가 28일 대전 환경과학기술원에서 전고체 배터리 공동 개발을 위한 협약을 맺었다. SK이노베이션 제공

SK이노베이션이 ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리 개발에 본격적으로 뛰어든다.

SK이노베이션은 전고체 배터리 기술 선도기업인 미국 솔리드파워에 3000만 달러(약 352억 원)를 투자하고 공동으로 차세대 전고체 배터리를 개발, 생산하는 협약을 28일 체결했다고 밝혔다.

전고체 배터리는 현재의 주류인 리튬이온 배터리에 들어가는 액체 전해질을 고체 형태로 대체한 배터리다. 온도 변화나 외부 충격에 민감한 액체 전해질 대신 고체 전해질을 쓰면 화재 및 폭발 위험이 크게 줄어든다. 또 안전용 부품 등을 빼고 배터리 팩의 무게와 부피를 줄일 수 있어 부피당 에너지 밀도가 높다. 1회 10분 충전에 800∼900km 주행이 가능할 것으로 전망되고 있다.

글로벌 전고체 배터리 시장은 아직 개발 초기 단계다. 솔리드파워는 이 시장에서 선도적인 업체로 꼽힌다. 미국 콜로라도주 본사에서 시험 생산라인을 갖추고 전고체 배터리 시제품 및 고체 전해질을 생산하는 데 성공했다. 앞서 현대자동차, 포드, BMW 등도 솔리드파워에 투자했다.

국내외 배터리 업계 및 완성차 업계는 전고체 배터리 탑재 차량의 양산 시점을 2025∼2030년으로 잡고 있다. 최근 상온 고속충전이 가능한 전고체 배터리 개발에 성공한 LG에너지솔루션은 2030년 양산을 목표로 한다. 삼성SDI는 2027년 8세대 배터리부터 전고체 배터리를 내놓을 것으로 전망된다. 폭스바겐, 포드, BMW, 제너럴모터스(GM) 등도 전고체 배터리 스타트업에 투자를 이어오고 있다. 일본은 다소 앞섰다. 2008년부터 파나소닉과 전고체 배터리를 공동 개발해 온 도요타는 최근 전고체 배터리를 탑재한 콘셉트카 시제품을 공개했다.

이번 협력을 통해 전고체 배터리 개발을 공식화한 SK이노베이션은 우선 기존 리튬이온 배터리의 NCM(니켈·코발트·망간) 양극재와 실리콘 음극재를 적용한 전고체 배터리 개발에 나선다. 이를 통해 L당 930Wh(와트시) 이상의 에너지 밀도를 구현할 계획이다. 현재 일반적으로 사용되는 리튬이온 배터리(L당 700Wh)보다 약 33% 높은 수준이다. 같은 크기의 배터리를 전기차에 탑재한다고 가정할 때 한 번 충전으로 700km를 달릴 수 있던 전기차가 930km를 주행할 수 있게 되는 셈이다. 양 사는 새로 개발하는 전고체 배터리도 기존 리튬이온 배터리 제조 설비에서 생산할 수 있도록 할 계획이다. 추가적인 설비 투자를 최소화해 비용과 시간을 절약함으로써 가격경쟁력을 높이고 양산 시기를 앞당기기 위해서다.