'꿈의 배터리' 전고체 상용화 박차…소재 개발 성과 가시화

에코프로·엘앤에프·롯데에너지머티 등 R&D 활기

리튬이온 배터리의 한계를 뛰어넘을 것으로 기대돼 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 상용화를 위해 업계가 연구개발(R&D)에 박차를 가하고 있다. 최근 들어 배터리셀사 외 소재 기업에서도 전고체 배터리 관련 사업에서 성과를 내는 등 기대감이 커지고 있다.

전고체 배터리는 기존 액체 형태 전해질 대신 고체 전해질을 사용하는 배터리다. 액체 전해질을 사용하는 것보다 에너지 밀도와 안정성을 높이고, 외부 충격에 따른 재료 누출이 없어 폭발 위험을 현저히 줄일 수 있다.

22일 업계에 따르면 에코프로, 엘앤에프, 롯데에너지머티리얼즈 등 배터리 소재 기업들이 전고체 소재 개발에 가시적인 성과를 내고 있다.

전고체 배터리의 장점(출처=포스코퓨처엠 뉴스룸)

엘앤에프는 지난 14일 발표한 반기보고서 중 연구개발 활동에 ‘고용량 전고체 배터리셀용 8mAh/cm2급 대면적 전극 기술개발’을 추가했다. 앞서 등록돼 있던 ‘전고체전지용 6mAh/cm2 이상급 고성능 양극 전극 제조기술 개발’ 외 전고체 배터리 관련 연구개발 활동이 추가됐다.

엘앤에프 관계자는 “전고체 전지 관련 개발을 오랫동안 지속해왔다”며 “개발이 잘 돼 사업 가시성이 높아진 상태”라고 설명했다.

에코프로비엠도 연구개발 활동에 ‘고이온전도성 고체전해질 개발’을 명시하고 있다. 회사는 지난 2022년 황화물계 고체 전해질 개발에 착수하고, 원재료인 황화리튬 개발 및 상용화를 위해 이수화학과 업무협약(MOU)을 맺은 바 있다.

롯데에너지머티리얼즈도 황화물계 고체 전해질 사업을 준비하고 있다. 회사는 이달 익산2공장에 파일럿 라인을 완공해 내달 시가공을 시작할 예정이다. 현재 국내외 고객사 4곳에 샘플 평가를 받고 있다.

롯데에너지머티리얼즈 관계자는 “차세대 전기차 배터리 소재로 고체 전해질, LFP 양극 활물질실리콘 음극재 등이 언급되면서 일찍이 연구개발을 해왔다”고 했다.

전고체 배터리는 기술적 난이도가 높아 상용화 시점을 가늠하기 어려울 것으로 예상돼왔으나, 최근 들어 배터리셀 업체들이 수 년 뒤 상용화가 가능할 것이란 전망을 내놓고 있다. 

삼성SDI는 900Wh/L 전고체 배터리(ASB) 양산 준비 로드맵을 공개했다.

삼성SDI가 전고체 배터리 양산 시점을 2027년으로 밝혔고, LG에너지솔루션은 2030년경으로 예상하고 있다.

글로벌 시장 점유율 1위인 CATL은 2027년부터 전고체 배터리 소량을 양산할 수 있을 것으로 봤다. 중국은 전고체 배터리 산학연 협동 혁신 플랫폼(CASIP)을 올초 출범해 2030년까지 전고체 배터리를 양산하는 것을 목표로 하고 있다. 일본 자동차 기업인 토요타도 2027년 전고체 배터리를 출시하겠다고 밝힌 바 있다.