갤노트7 발화 계기로 차세대 '전고체 전지' 개발 빨라질듯
안전성 높은 전고체 전지 개발 경쟁 이미 시작
(서울=뉴스1) 장은지 기자 = 삼성전자가 사태 발생 넉달여만에 '갤럭시노트7' 발화 원인을 발표한다. 제품 소손 원인으로는 배터리 제조과정의 결함을 지목할 것으로 전망된다. 고동진 삼성전자 무선사업부장 사장은 23일 오전 10시 서울 삼성 서초사옥에서 '갤럭시노트7' 소손 관련 원인 및 품질관리 대책을 발표한다.
◇ 갤노트7 사태 계기로 차세대 전지 개발 속도내
갤노트7 사태의 주요 원인이 삼성SDI가 만든 리튬이온전지의 결함으로 지목되면서 폭발 위험이 낮은 차세대 전지인 '전고체전지' 개발도 빨라질 전망이다.
리튬이온배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해질로 이루어져 있는데 이 소재 중 하나인 전해질이 액체 상태라 폭발위험이 상존한다. 이때문에 삼성SDI 등 전지업체들이 개발에 힘을 쏟고 있는 것이 바로 이 액체를 고체로 대체한 '전고체전지'다.
전고체전지란 쉽게 말해 고체 리튬이온배터리다. 액체는 일정한 틀 안에 두지 않으면 흩어지고 고정되지 않는 반면, 전해질이 고체가 되면 안전성이 높아져 열에도 강해진다. 외부충격에 의해 기기가 파손되더라도 전해질의 누액이나 폭발의 위험성을 획기적으로 줄일 수 있고 고온이나 고전압의 사용환경에서도 전지의 성능저하를 막을 수 있다. 한 마디로 '총알이 관통해도 끄떡없는' 배터리가 된다.
전지업계는 Δ전고체전지 Δ리튬-황 전지 Δ나트륨·마그네슘 이온전지 Δ리튬-공기전지 등 차세대 2차전지 후보기술을 개발하고 있으며, 이 가운데 전고체전지가 차세대 전지의 유력후보로 떠올랐다.
차세대 전지 개발을 서두르고 있는 삼성SDI도 오는 2018년 전고체전지 상용화에 돌입할 것으로 예상된다.
◇ 전고체 전지 주목…개발경쟁 가속
LG경제연구원이 발표한 '차세대 2차전지' 보고서에 따르면, 업계의 글로벌 특허 출원건수도 전고체전지 관련 출원이 다른 차세대 전지후보 기술들보다 압도적으로 많다. 2002~2011년 차세대 전지 관련 특허출원건수를 보면, 전고체전지의 특허출원건수는 3309건으로 두번째로 많은 리튬-공기전지의 1251건보다 3배 가까이 높은 수치를 보이고 있다. 특히 일본이 특허출원국가 중 60%를 차지할 정도로 가장 적극적이다.
개발 중인 고체 전해질은 소재에 따라 세라믹(황화물계/산화물계), 고분자, 세라믹과 고분자의 복합재로 나뉜다.
LG경제연구원 최정덕 연구원은 "현재 리튬이온전지 시장에서 경쟁우위를 점하고 있는 국내기업들도 경쟁구도 다변화에 대한 적극적 대응이 필요한 시점"이라고 지적했다.
전고체전지는 지난 10여년간 개발속도가 비교적 빠르게 진행돼온 데다 리튬이온전지의 고질적 불안요소인 안전성을 해결해줄 수 있다는 기대감까지 더해져 현실적 대안으로 부상했다. 고온이나 고전압의 사용환경에서도 전지의 성능저하를 막을 수 있고, 고용량과 경량화에 유리한 측면이 있어 전자제품 뿐 아니라 전기차에도 채용될 가능성이 높다.
기업간 전고체전지의 개발경쟁도 격화되고 있다. 도요타는 동경공업대와 함께 황화물계 전고체전지를 개발 중이다. 지난해 초엔 기존 프로토타입보다 2배 이상 효율이 높은 전고체전지를 발표했다. 중국 전지기업인 'CATL'도 2023년 양산을 목표로 2015년부터 황화물계 전고체전지를 개발 중이다. 영국 '다이슨'과 독일 '보쉬'는 각각 전고체전지 벤처기업인 사크티3(Sakti3)와 시오(Seeo)를 인수했다. 일본 부품기업 '무라타'는 지난해 소니의 전지사업을 인수, 무라타의 세라믹 소재기술을 전지에 접목시키려는 시도를 하고 있다.
최정덕 연구원은 "차세대 전지 개발 타이밍을 놓친 기업은 단기간에 회복할 수 없는 상당히 큰 타격을 입을 수 있다"며 "향후 저원가에 특화된 중국전지기업과의 경쟁, 차세대 전지시장에서의 대응 등 지금보다 증가된 경쟁 구도의 복잡도를 어떻게 관리하느냐에 따라 국내 전지기업의 경쟁우위 지속가능성 여부가 결정될 것"이라고 제언했다.
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