전고체 배터리는 전해질이 고체인 배터리입니다. 리튬이온 배터리가 전해질이 액체인것과는 차이가 있습니다.
<출처 : 삼성 SDI 홈페이지>
현재 스마트폰이나 전동공구, 전기자전거, 전기자동차 등에 사용하는 배터리는 리튬이온배터리입니다. 리튬이온 배터리는 액체 상태의 전해질을 사용하고 있습니다. 구조적으로 리튬이온 배터리는 양극과 음극 사이에 접촉을 방지하는 분리막이 있습니다.
리튬이온배터리의 단점은 안전성입니다. 액체를 사용하다보니 온도변화로 인해 배터리가 팽창하거나 외부 충격으로 누액이 되는 경우가 있습니다. 옛날 스마트폰을 장기간 사용하다보면 배터리가 부풀어 오르는 경우가 있엇을텐데요. 이게 바로 리튬이온배터리가 팽창해서 생긴 현상입니다. 그래서 안정성을 높이기 위해 부품이나 장치를 사용합니다.
부품이나 장치가 들어가다 보니 순수하게 배터리 용량을 늘리는데는 한계가 따르게 됩니다. 잡아먹는 공간이 있기 때문에 말이죠. 이는 다시말하면 리튬이온배터리를 전기차용 배터리로 사용한다면 주행거리를 늘리는데 한계가 있다는 말이 되겠죠.
전고체 배터리를 개발해야 하는 이유
전해질이 고체인 전고체 배터리는 구조적으로 단단해 안정적이고, 전해질이 훼손된다 하더라도 형태를 유지할수 있기 때문에 안정성이 높습니다. 안정성이 높기 때문에 안전성과 관련된 부품을 줄이고, 그자리에 배터리의 용량을 늘릴 수 있는 활물질을 채울수 있습니다.
즉, 전고체 배터리는 전기차 배터리 모듈, 팩 등에 사용할 경우 부피당 에너지 밀도를 높일 수 있어서 용량을 높여야만 하는 전기차용 배터리로 안성맞춤입니다. 아직은 개발 초기 단계로 상용화까지는 많은 시간과 난관이 필요할 것으로 예상되지만 개발만 된다면 전기차 시장을 휩쓸수 있는 강력한 배터리가 될 가능성이 높다고 보여집니다.
테슬라의 경우 지난해 전고체 배터리 개발업체인 맥스웰테크놀로지를 2억 1800만 달러에 인수하기도 했습니다. 이에 테슬라의 배터리데이에 전고체 배터리 개발 여부나 기술을 공개하는 것 아니냐는 관측이 나오기도 했지만 그렇지는 않았습니다.
아직까지 전고체 배터리는 더 많은 연구가 필요한 상황이며 업계에서도 관련 기술을 공개하는 사례가 거의 없었습니다. 올 3월 삼성전자 종합기술원이 전고체 배터리 수명에 대한 연구결과를 발표한 것이 이례적일 정도였으니까 말이죠. 만약 삼성 SDI가 전고체 배터리를 상용화 한다면 전기차 시장의 게임체인저가 될수 있다고 생각합니다.
