"더 세고 오래간다"...바이폴라 배터리가 뭐길래

더 높은 에너지 효율성과 가격 경쟁력을 갖춘 배터리를 개발하려는 경쟁이 치열한 가운데, '바이폴라' 공정 기술을 활용한 차세대 배터리 상용화에 대한 기대감이 커지고 있다. 바이폴라 구조는 기존 리튬이온배터리에 널리 사용되는 '모노폴라' 전극 구조와는 다르게, 하나의 전극 집전체 위에 양극과 음극을 동시에 배치하는 방식을 활용한다. 에너지 밀도를 높이고, 배터리 설계를 단순화해 제조 효율성을 극대화할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 31일 배터리 업계에 따르면 주요 배터리 제조업체들은 바이폴라 구조를 활용한 반고체 또는 전고체 배터리 개발을 통해 기존 기술 한계를 극복하려는 노력을 이어가고 있다. 특히 LG에너지솔루션은 바이폴라 공정을 적용한 배터리의 상용화를 목표로 연구개발(R&D)을 진행 중이다. 바이폴라 전극 구조는 복잡한 병렬 연결을 생략하고, 단순히 적층하는 방식만으로 셀을 직렬로 연결할 수 있기 때문에 공간 활용을 극대화하고 부품 수를 기존 대비 5분의1수준으로 줄일 수 있다. 제조 공정의 간소화로 비용 절감은 물론, 고전압 배터리 구현도 가능하다. 전류가 수직 방향으로만 흐르는 특성 덕분에 저항을 최소화하고 발열 관리가 용이하다는 장점도 있다. 하지만 바이폴라 배터리 기술에는 해결해야 할 과제들도 있다. 단일 케이스 내에서 전해액 누액을 방지하고, 양극과 음극 사이 전기적 단락을 방지하기 위한 정밀한 공정 기술이 필요하다. 이러한 기술적 난제를 극복하면, 바이폴라 배터리는 에너지 밀도 향상과 비용 절감을 동시에 실현할 수 있는 차세대 솔루션으로 자리 잡을 가능성이 크다. LG에너지솔루션 관계자는 "연내 시제품이 나올 정도로 진전된 상황은 아니지만 R&D를 적극 진행 중인 것은 맞다"며 "반고체 배터리에 적용하기 위해 개발 중"이라고 설명했다.