이재용-정의선이 주목한 전고체 배터리, 1회 충전만으로 800㎞ 주행

이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대자동차그룹 수석부회장이 13일 만나는 것은 차세대 전기자동차 배터리 기술에 대해 의견을 교환하기 위해서다.

이날 이 부회장은 삼성SDI 충남 천안사업장에서 정 수석부회장과 만나 차세대 배터리 중 하나로 꼽히는 전고체 배터리의 기술 동향과 삼성의 개발 현황에 대해 공유했다.

앞서 삼성전자는 지난 3월 차세대 전고체 배터리 원천기술을 공개한 바 있다. 해당 연구는 삼성전자 종합기술원과 일본연구소가 공동으로 개발한 것으로, 1회 충전에 800㎞를 주행할 수 있고, 1000회 이상의 재충전이 가능할 뿐만 아니라 크기도 반으로 줄일 수 있다. 이러한 연구결과는 세계적인 학술지 '네이처 에너지'에도 게재됐다.

전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체한 것이다. 현재 사용 중인 리튬이온 배터리와 비교해 대용량 배터리 구현이 가능하고, 안전성을 높인 것이 특징이다.

일반적으로 전고체 배터리의 음극 소재로는 리튬금속이 사용된다. 하지만 리튬금속을 이용할 경우 리튬이 양극에서 음극으로 이동하는 과정에 음극 표면에 적체되면서 분리막을 훼손하는 문제가 있다. 이처럼 배터리의 수명과 안전성을 낮추는 일명 '덴드라이트(Dendrite)'를 해결해야 하는 기술적 난제가 있었다.

이를 해결하기 위해 삼성전자는 전고체 배터리 음극에 5㎛(1㎛는 100만분의1m) 두께의 은-탄소 나노입자 복합층을 적용한 '석출형 리튬음극 기술'을 세계 최초로 적용했다.

해당 기술은 배터리의 안전성과 수명을 증가시키는 것은 물론, 기존보다 배터리 음극 두께를 얇게 만들어 에너지 밀도를 높일 수 있다. 기존 배터리 대비 크기를 절반 수준으로 줄일 수 있다는 게 삼성전자 측 설명이다.

삼성은 전기차 배터리 시장 공략에 박차를 가하고 있다. 유럽이 연비 및 배기가스 규제에 나서면서 전기차 시장 규모가 늘어나고 있기 때문이다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 지난 1분기 글로벌 전기차 배터리 시장에서 삼성SDI의 배터리 사용량은 1.2GWh으로, 점유율 6.0%를 기록했다. 지난해 같은 기간과 비교해 무려 34.0% 늘어나면서 순위도 두 계단 올라 4위를 차지했다.

이재용 삼성전자 부회장(오른쪽)과 정의선 현대자동차그룹 수석부회장이 지난 1월 서울 중구 대한상공회의소에서 열린 신년 합동인사회에서 악수를 나누고 있다.[사진=연합뉴스]