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'전고체배터리'통합검색 결과 입니다. (16건)

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"10분 충전에 300㎞ 주행"…전고체 배터리 오토바이 곧 나온다

'꿈의 기술'로 불리는 전고체 배터리를 탑재한 전기 오토바이가 세계 최대 가전·정보기술(IT) 전시회 'CES 2026'에서 공개됐다. 과학매체 인터레스팅엔지니어링은 5일(현지시간) 배터리 기술업체 도넛랩(Donut Lab)과 핀란드 전기 오토바이 제조사 '버지 모터사이클(Verge Motorcycles)'이 세계 최초로 전고체 배터리를 적용한 양산형 오토바이를 선보였다고 보도했다. 전고체 배터리를 탑재한 버지 TS 프로 모델은 오는 1분기 출시될 예정이다. 이번 공개는 전기차 업계 전반에서 오랫동안 상용화를 기대해 온 전고체 배터리 기술이 실제 양산 제품에 적용됐다는 점에서 중요한 이정표로 평가된다. CES 2026에서 공개된 TS 프로는 확장형 배터리팩 사용 시 1회 충전으로 약 590㎞를 주행할 수 있는 성능을 갖췄다. 전고체 배터리, 장점은? 전고체 배터리는 액체 또는 젤 형태의 전해질 대신 고체 물질을 사용하는 것이 특징으로 배터리 안전성, 에너지 밀도 및 수명 측면에서 기존 리튬 이온 배터리 대비 우수한 성능을 낸다. 그 동안 주요 자동차 제조사들이 수년간 관련 기술을 테스트해 왔지만, 시제품 단계를 넘어 실제 양산에 적용된 사례는 드물었다. 버지 측은 해당 배터리가 초고속 충전을 지원할 뿐 아니라 오토바이의 전체 수명 동안 사용할 수 있을 만큼 내구성이 뛰어나다고 설명했다. 투오모 레티마키 버지 모터사이클 최고 경영자(CEO)는 "양산형 오토바이에 고체 배터리 기술을 적용하는 것은 자동차 산업 전체를 뒤흔드는 역사적인 돌파구”라며, “도넛랩과의 긴밀한 개발 협력과 배터리 팩 테스트 및 검증을 통해 버지 TS 프로 모델의 새로운 진화된 버전에 해당 기술을 적용할 수 있게 됐다"고 밝혔다. 버지 TS 프로, 성능과 실용성의 조화 TS 프로는 전고체 배터리와 함께 새롭게 설계된 '도넛 2.0' 모터를 탑재했다. 이 모터는 기존 모델 대비 무게를 50% 줄이면서도 동일한 출력을 제공하며, 최대 토크는 1천Nm에 달한다. 회사 측에 따르면 TS 프로는 정지 상태에서 시속 100㎞까지 3.5초 만에 가속할 수 있다. 충전 성능도 대폭 개선됐다. 10분 충전으로 최대 300㎞ 주행이 가능하며, 버지 측은 전고체 배터리 적용에도 불구하고 오토바이의 판매 가격에는 큰 영향을 미치지 않을 것이라고 설명했다. 배터리 안전성은? 버지는 TS 프로에 탑재된 전고체 배터리가 기존 리튬이온 배터리와 달리 화재 위험이 없으며, 다양한 작동 온도 범위에서도 안정적으로 작동한다고 강조했다. 빌레 피이포 도넛랩 최고기술책임자(CTO)는 “이번 차세대 전고체 배터리는 수년간의 연구·개발 끝에 완성된 결과물”이라며 “이 기술은 오토바이를 넘어 자동차와 트럭, 로봇, 고정형 에너지 저장 장치 등 다양한 분야로 확장될 수 있다”고 밝혔다. ▶ 관련 영상 https://www.youtube.com/watch?v=cy_mXYItqXU

2026.01.06 15:15이정현 기자

아이엘, 휴머노이드 전고체배터리 제조기술 특허 등록

미래 모빌리티 플랫폼 기업 아이엘은 휴머노이드 로봇용 전고체배터리 제조 핵심기술의 특허 등록을 완료했다고 12일 밝혔다. 아이엘은 로봇용 배터리의 한계를 뛰어넘기 위해 지난 2년간 ▲고용량 복합양극 제조 기술 ▲전극·전해질 계면제어 기술 ▲박·후막 하이브리드 구조 설계 기술 등 전고체 플랫폼의 핵심기술 확보에 집중해 왔다. 특히 이 기간 미국 등 주요국에서의 원천특허 확보도 병행하며 글로벌 기술경쟁에서 뒤처지지 않기 위한 지식재산권(IP) 체계를 강화해 왔다. 이번에 등록된 '이차전지용 음극 및 그 제조방법·제조장치' 특허는 고용량 음극을 안정적으로 제조할 수 있는 기술이다. 앞선 양극·계면제어 기술과 결합하면 휴머노이드 로봇에 최적화된 차세대 전고체배터리 구현이 가능하다는 설명이다. 특히 기존 박막형 전고체배터리는 ▲넓은 온도 범위 ▲빠른 충전 속도 ▲우수한 출력 특성 등 장점이 있지만, 로봇·드론·우주 시스템에 적용하기 위해서는 고용량화된 박·후막 하이브리드 구조가 필수로 지적돼 왔다. 아이엘은 해당 기술적 공백을 메우기 위한 독자 연구를 이어왔고, 이번 특허 등록 완료로 휴머노이드 로봇 전용 전고체 플랫폼 개발이 가속화될 전망이다. 송성근 아이엘 대표는 "이번 특허는 아이엘이 진행 중인 휴머노이드 로봇 사업과 직접 연결되는 기술"이라며 "로봇 미래 모빌리티 플랫폼 기업으로 성장하기 위한 강력한 기반이 될 것"이라고 말했다. 한편 아이엘은 전고체배터리 IP 확보와 로봇 전고체배터리 플랫폼 개발을 동시에 추진하며 향후 휴머노이드 로봇·드론·우주항공 등 고기능 로봇 시장을 겨냥한 풀스택 모빌리티 플랫폼 기업을 지향하고 있다.

2025.12.12 14:39신영빈 기자

솔리비스, 전고체 배터리 소재 본격 양산…"상용화 허들 점차 해소"

[횡성(강원도)=김윤희 기자] 전고체 배터리 소재인 고체 전해질 전문 기업인 솔리비스가 연구개발(R&D) 단계를 지나 본격 양산 단계에 진입한다. 최근 시장에서 고체 전해질 가격이 급락하는 만큼, 전고체 배터리의 상용화 허들로 지목되는 가격 문제도 점차 개선될 것으로 보인다. 신동욱 솔리비스 대표는 지난 19일 강원도 횡성에 황화물계 고체전해질 1공장 준공 및 초도 물량 출하식에서 기자와 만나 이같은 전망을 내놨다. 신 대표는 한양대 신소재공학부 교수로 전고체 배터리 분야를 지속 연구해왔다. 전고체 배터리는 현 리튬이온배터리에 쓰이는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체하는 배터리로, 화학적 특성상 리튬이온배터리보다 안전성이 뛰어날 뿐 아니라 에너지 밀도가 크게 높아지고 저·고온 환경에서도 배터리 성능 저하가 미미하다. 이런 강점을 보고 주요 기업들은 차세대 고성능 배터리로 전고체 배터리 연구개발에 집중하는 상황이다. 고체 전해질은 이런 전고체 배터리의 성능을 가르는 핵심 소재다. 솔리비스는 특히 최대 12mS/cm 수준의 높은 이온전도도를 충족한다고 강조했다. 평균 8mS/cm 수준인 액체 전해질보다도 앞선다는 설명이다. 신 대표는 "황화물계 고체 전해질의 장점"이라고 덧붙였다. 업계 주요 기업들마저도 고체 전해질로 5mS/cm 이하의 이온전도도를 달성하는 데 그치고 있다고 첨언했다. 솔리비스는 지난해 5월 횡성 공장 착공을 시작한 바 있다. 이번에 준공한 1공장은 향후 단계적으로 가동률을 끌어올려 내년 하반기 중 완전 가동을 계획 중이다. 1공장의 연간 생산능력(CAPA)은 최대 42톤이다. 단, 이는 4조 3교대 근무 방식으로 주 7일 공장 가동에 기반한 수치로, 현실적으로는 램프업 이후 연간 CAPA 30톤 수준으로 1공장이 운영될 것으로 내다봤다. 2공장 준비 작업도 곧바로 착수한다. 오는 2027년 가동을 계획하고 있다. 공장 사무실이 함께 있고, 단층으로 구성된 1공장과 달리 2공장은 생산시설 위주에 복층으로 설립돼 CAPA가 크게 확대될 예정이다. 2공장에 대해 신 대표는 “완전한 풀 스케일 양산 시설로 준비되는 만큼, 그간 획득한 데이터 기반으로 공정별 조건을 따져 설비를 설계하고 배치도 최적화해야 한다”며 “여기에 10개월 정도 걸리고, 동시에 부지 기반을 조성한 뒤 시리즈C 투자 유치가 마무리되는 내년 3~4월 경 발주를 진행할 계획”이라고 밝혔다. 이같은 사업 계획은 전고체 배터리에 대한 긍정적 시장 전망을 기반으로 한다. 현재 연구개발 차원에서 기업별로 전기차 수백 대 수준의 샘플 규모 전고체 배터리 생산을 진행하고 있지만, 오는 2027년 경에는 자동차 기업들이 전고체 배터리를 탑재한 전기차 양산 계획을 공개할 것으로 예상했다. 신 대표는 "선도적인 기업들은 2027년 중반쯤 전고체 배터리 데모카를 선보이게 될 것"이라며 "관건은 완성도와 양산 여부"라고 언급했다. 전기차 시장은 성장세가 이전보다 주춤하면서, 전기차 배터리에 대한 기업별 투자도 축소되고 있다. 이에 따라 전고체 배터리 상용화 시점도 추가 지연될 수 있다는 업계 우려가 있다. 전기차가 내연차 대비 비싼 가격으로 소비자 수요를 충분히 이끌어내지 못하는 만큼, 훨씬 더 비싼 원가가 형성될 것으로 보이는 전고체 배터리도 시장성을 갖추기 어려울 것이란 이유다. 신 대표는 이에 대해 전고체 배터리 가격이 빠르게 떨어지고 있다며, 향후 규모의 경제가 달성되면 이 속도가 더욱 빨라질 것으로 예상했다. 신 대표는 "현재 고객사에 납품하는 샘플 가격이 지난해 기준 kg당 800만원 정도였는데, 1년새 3분의 1 수준으로 떨어졌다"며 "기가팩토리 수준으로 생산량이 연 수백톤 이상이 되고, 원료 가격도 황화리튬이 kg당 100만원 내외인데 1만원 선으로 떨어지면 리튬이온 배터리와 가격이 비슷해질 수 있을 것"이라고 설명했다. 당장은 요원해보여도 최근의 급락세를 고려하면 상용화 가능성이 점쳐진다는 것이다. 이어 "지금은 생산 효율이 정상화되지 않아 생산 단가가 비싸게 형성돼 있는데, 생산 규모가 확보되면 가격이 급격히 떨어질 것으로 본다"고 말했다. 솔리비스 횡성 1공장에서 생산되는 고체 전해질은 국내 기업과 일본계 자동차 기업에 납품될 예정이다. 현재 납품을 논의 중인 다른 기업도 있다고 밝혔다. 신 대표는 "내년 2분기 이후 수주 물량이 점차 증가할 것으로 예상하고 있다"고 했다. 솔리비스는 현재 고체 전해질을 보다 유연한 제조 환경에서 사용할 수 있도록 내환경성을 강화하는 연구개발을 진행 중이다. 신 대표는 "지금은 배터리 기업들이 고도의 드라이룸 환경에서 전고체 배터리 개발을 추진 중인데, 이를 리튬이온배터리 공정과 비슷한 환경에서도 개발이 가능하도록 소재를 고도화하면 공장 운영 비용이 어마어마하게 차이가 난다"고 했다.

2025.11.20 14:47김윤희 기자

中 고션, '전고체' 배터리 파일럿 라인 확대 착수…2GWh 규모

중국 기업 고션하이테크가 전고체 배터리 파일럿 라인을 2GWh 규모로 확대할 계획이다. 지난 13일 IT홈, 카뉴스차이나 등 외신에 따르면 고션은 투자자들에게 자체 전고체 배터리 '진시 배터리'에 대한 파일럿 생산 라인을 연간 생산능력(CAPA) 2GWh로 구축하기 위한 설계 작업에 착수했다고 밝혔다. 파일럿 라인 확대 관련 투자 금액과 설립 기간은 밝히지 않았다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 채택한 배터리로 에너지 밀도는 크게 높이고, 화재 위험을 대폭 낮출 것으로 기대되고 있다. 충전 속도와 사용 환경도 리튬이온배터리 대비 크게 개선되는 등 잠재력이 풍부해 주요 기업들이 개발에 집중하고 있다. 앞서 고션이 발표한 전고체 배터리 성능은 다소 떨어졌다. 고션은 지난해 5월 350Wh/kg 수준의 에너지 밀도를 확보한 전고체 배터리를 개발했다고 발표했다. 삼원계 리튬이온 배터리의 에너지 밀도가 250~350Wh/kg이고, 전고체 배터리가 약 400~600Wh/kg의 에너지 밀도를 구현할 것으로 예상되는 데 비해 낮은 수치다. 지난 5월 고션은 0.2GWh 규모 전고체 배터리 파일럿 라인 가동을 시작했다. 이를 통해 수율을 90%로 안정화했을 뿐 아니라 황화물 전해질의 이온 전도도를 60% 가량 향상시켰고. 셀 용량은 150% 늘린 70Ah를 달성했다고 밝혔다. 이후 지난 8월에는 전고체 배터리 에너지 밀도를 525Wh/kg까지 높였다고 발표했다. 그 외 압착 및 200% 열 챔버, 못 관통 등 안전성 테스트도 통과했다고 강조했다. 고션은 오는 2027년 일부 소수 전기차 모델에 전고체 배터리 탑재를 시작하고, 2030년에는 대량 양산을 목표로 하고 있다. 폭스바겐그룹이 고션의 지분 24.45%를 보유한 만큼 폭스바겐이나 아우디 전기차에 전고체 배터리가 탑재될 가능성이 높게 점쳐지고 있다.

2025.10.14 10:59김윤희 기자

이재명 "K배터리로 경제 재충전…국내 생산 세제 지원"

이재명 더불어민주당 대선 후보가 우리나라 배터리 산업을 육성해 경제 성장 동력을 확보하겠다고 31일 밝혔다. 이날 이재명 후보는 페이스북에 "K-배터리로 대한민국 경제를 재충전하겠다"며 R&D 지원, 국내 생산에 대한 세제 마련 등 지원 정책을 도입하겠다는 게시글을 게재했다. 이 후보는 "우리나라는 세계 최고 수준의 배터리 기술력으로 글로벌 시장에서 확고한 경쟁 우위를 확보하고 있지만 전기차 수요 둔화와 외국산 저가 배터리 공세로 수익성이 악화되며, 산업 전반이 위기를 맞고 있다"고 진단했다. 먼저 에너지 밀도와 안정성 등에서 리튬이온배터리를 크게 뛰어넘는 전고체 배터리 R&D를 적극 지원하겠다고 했다. 미드니켈, 나트륨 배터리 등 다른 차세대 배터리 기술 R&D 지원도 확대할 계획이다. 국가 산업 경쟁력과 에너지 안보 강화 차원에서 첨단전략산업기금을 활용한 정책금융 지원도 추진한다는 방침이다. 국가전략산업인 배터리의 국내 투자와 생산 활성화를 위해 국내생산촉진세제를 도입하겠다는 뜻도 밝혔다. 세제 혜택이 충분히 적용될 수 있도록 이월공제 적용과 기준 조정도 적극 검토할 계획이다. 충청권·영남권·호남권을 잇는 '배터리 삼각벨트' 조성도 공약으로 내걸었다. 이 후보는 "배터리 산업은 기업의 대규모 투자가 필요한 만큼, 이를 뒷받침할 인프라 조성이 중요하다"며 "충청권은 배터리 제조, 영남권은 핵심 소재와 미래 수요 대응, 호남권은 핵심 광물과 양극재 거점으로 삼겠다"는 구상을 공유했다. 배터리 삼각벨트는 전력과 용수 같은 입지 인프라뿐 아니라 인력과 공급망 같은 전략 인프라를 모두 갖춘 거점으로 구축한다는 방침이다. 이 후보는 서남해안 잉여 해상풍력을 주요 산업 지대로 전송하기 위한 송전망인 '에너지 고속도로' 구축도 공약으로 밝힌 바 있다. 이와 연계한 에너지저장장치(ESS)를 보급해 분산형 전력망을 구축한다는 계획도 배터리 산업 지원 공약으로 언급했다. 이 후보는 "재생에너지 확산과 함께 ESS 시장도 빠르게 성장하고 있다"며 "분산 기반 지능형 전력망 구축을 위해 ESS 보급을 대폭 확대하고 기술 경쟁력도 세계 최고 수준으로 끌어올려 우리나라 배터리 기업들이 글로벌 시장을 선도하도록 국가가 뒷받침하겠다"고 덧붙였다. 사용후 배터리 산업 육성도 공약으로 언급됐다. 이 후보는 "사용후 배터리는 순환경제의 대표적인 고부가가치 산업이지만, 중첩규제와 수요 부족으로 성장에 제약을 받고 있다"며 "관련법과 제도를 체계적으로 정비하고, 재제조·재사용·재활용 전 과정을 관리하는 이력관리시스템을 도입하겠다"고 강조했다. 이어 "공공부문 우선구매 지원과 보급 사업도 병행해, 사용후 배터리 산업 규모를 키우겠다"고 했다.

2025.05.31 10:29김윤희 기자

스텔란티스, 전고체 배터리 실증단계 진입…내년 시범차 탑재

다국적 완성차 업체 스텔란티스가 미국 팩토리얼에너지와 손잡고 전고체 배터리를 장착한 시범 차량 개발에 속도를 낸다. 24일(현지시간) 스텔란티스는 팩토리얼에너지(이하 팩토리얼)와 최근 차량용 크기의 전고체 배터리 셀을 성공적으로 검증했다고 밝혔다. 이 배터리 에너지 밀도는 375Wh/Kg이며, 상용화를 향한 중요한 이정표라고 회사 측은 설명했다. 팩토리얼의 FEST 셀은 77Ah 용량 전고체 리튬 금속 배터리다. 스텔란티스는 팩토리얼의 FEST 기술을 기반으로 한 전고체 배터리를 내년까지 시범 차량(닷지 차저 데이토나)에 탑재할 계획이다. FEST 기술은 15%에서 90%까지 충전을 18분 만에 완료할 수 있으며, 영하 30°C에서 영상 45°C 사이 온도에서도 작동이 가능하다. 또한, 최대 4C 속도 방전 성능도 확보해 고출력 구동에도 적합하다고 회사 측은 설명했다. 네드 쿠릭 스텔란티스 최고기술책임자(CTO)는 “이번 성과는 팩토리얼과의 협업으로 이뤄낸 것이며, 전고체 배터리 혁신을 선도하는 발판이 됐다”며 “배터리 경량화와 효율 향상을 통해 고객에게 더 저렴한 솔루션을 제공할 것”이라고 말했다. 양사는 단순한 셀 개발을 넘어, 배터리 팩 설계 최적화, 차량 통합 개선, 시스템 효율성 강화 등에도 협력하고 있다. 이를 통해 무게는 줄이고 주행거리는 늘리는 등 친환경성과 경제성을 모두 만족시키는 전기차 개발을 목표로 한다. 스텔란티스는 2021년 팩토리얼에 7천500만 달러(약 1천억8천만원)를 투자한 바 있으며, 이번 성과는 전략적 협력 관계를 더욱 공고히 하는 계기가 됐다. 향후 시범 차량을 통한 실도로 주행 검증을 거쳐 본격적인 상용화를 추진할 계획이다.

2025.04.25 10:49류은주 기자

포스코홀딩스 "이차전지 사업 적자 당분간 지속…자금도 필요"

포스코홀딩스가 내년까지 이차전지 사업의 적자 흐름이 지속될 것으로 전망했다. 관련 사업들이 초기 단계에 있어 본격적으로 수익을 창출하려면 2027년에 도달해야 할 것으로 내다봤다. 포스코홀딩스는 24일 1분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 에너지 소재 사업 전망을 이같이 밝혔다. 양극재와 음극재 등 배터리 소재 생산 자회사인 포스코퓨처엠의 경우 단기적인 자금 지원도 필요하다는 판단 하에 다양한 방안을 검토하고 있다. 회사는 1분기 연결기준으로 매출 17조 4천370억원, 영업이익 5천680억원을 기록했다. 전년 동기 대비 각각 3.4%, 1.7% 증가한 수치다. 단 에너지 소재 사업은 매출 9천300억원, 영업손실 980억원을 기록해 전년 동기 대비 매출은 19.6% 감소하고 영업손익은 적자전환했다. 이같은 흐름에선 연 수천억원 수준의 적자가 발생할 전망이다. 포스코홀딩스 관계자는 “HY클린메탈과 포스코필바라리튬솔루션(PPLS) 1공장을 제외한 법인들은 공장 가동 초기 또는 건설 단계”라며 “램프업 및 고객사 인증 절차가 동시에 진행되고 있는데, 램프업 중인 회사들은 생산과 판매가 정상화되기까지 고정비 부담이 따를 수밖에 없다”고 설명했다. 이어 “고객사 인증 과정인 회사들은 미인증 제품을 할인해 판매할 수밖에 없기 때문에 올해도 흑자 전환은 어렵고 적자가 지속될 것”이라며 “내년 중반 이후부터는 일부 법인의 영업이익이 흑자로 돌아서고, 2027년엔 대부분 법인이 정상 가동되면서 흑자 전환하는 것으로 계획하고 있다”고 덧붙였다. 포스코홀딩스 측은 “이차전지 관련 아르헨티나 사업장 한 곳은 건설 중, 한 라인은 램프업 단계이고, 광양 사업장은 한 곳은 상업 생산, 한 곳은 램프업 중이라 4개 라인 중 1개만 상업 생산이 진행되고 있다”며 “사업 적자 폭은 대부분 고정비에 따라 결정되는 상황”이라고 말했다. 포스코퓨처엠의 유상증자 추진 여부에 대해서도 가능성을 완전히 부정하지 않았다. 포스코홀딩스 관계자는 “지난해 6천억원 규모 자금을 지원했지만 예상보다 투자비가 많이 들어갔고, 시황 악화로 판가가 하락하면서 단기적 자금 지원이 필요한 건 사실”이라고 밝혔다. 이어 “포스코퓨처엠의 추가 차입이 포스코홀딩스 신용 등급에 어떤 영향을 미칠지, 포스코퓨처엠의 재무구조나 자금 상황 등을 폭넓게 살펴 적정한 증자와 추가 차입 등 자금 조달 방안과 시기는 결정을 지금 해야 한다고 본다”며 “조만간 결정할 것”이라고 했다. 리튬 등 광물 가격이 예상과 달리 올해 들어서도 하락세가 지속되고 있는 점 또한 실적에 악영향을 줬다. 회사 관계자는 “불확실성이 크게 증가해 예측이 아주 힘들지만, 6개 시장조사기관 전망에 따르면 올해 이후로는 점진적으로 리튬 가격이 상승하고, 2029년에는 평균 2만 달러에 이를 것”이라며 “메탈가 지속 하락에 따른 원재료 관련 재고평가손실은 불가피하고, 업계 모두가 겪는 것”이라고 설명했다. 업계가 차세대 배터리로 주목하는 전고체 배터리 관련해 포스코홀딩스는 소재인 황화리튬을 개발하고 있다. 가시적 성과가 나타남에 따라 데모 플랜트 확대를 검토하고 있다. 포스코홀딩스 관계자는 “저희 리튬 공장에서 나오는 중간 생성물을 토대로 저가의 황화리튬을 개발하려 하고 있다”며 “최근 가시적 결과가 보여 더 큰 규모의 데모 플랜트 추진을 검토 중”이라고 밝혔다. 특히 고체전해질 기업 정관과의 합작법인 포스코JK솔리드솔루션에서 생산된 고체전해질이 유망성을 인정받아 국내외 OEM과 배터리사들의 테스트를 받고 있다고 했다. 회사는 저수익 사업 구조조정을 지속 추진하고 있다. 철강 부문에선 적자가 3년 가량 이어진 중국 장강 법인에 대한 검토도 진행 중이며, 연내 방향성을 결정한다는 계획이다.

2025.04.24 18:44김윤희 기자

가볍고 성능 높인 차세대 배터리 온다…LG엔솔, 개발 박차

LG에너지솔루션이 에너지 용량과 출력, 무게, 원가 등에서 현 리튬이온 배터리 성능을 한 단계 뛰어넘는 차세대 배터리 개발에 집중하고 있다. 손권남 LG에너지솔루션 차세대전지 부문 담당은 10일 서울 양재 엘타워에서 개최된 'NGBS 세미나'에서 연구개발(R&D) 동향을 공유했다. 전고체 배터리, 리튬황 배터리, 소듐이온 배터리 등을 차세대 배터리로 언급했다. “전고체 핵심 '고체 전해질' 이온전도도 업계 최고 수준 확인” 배터리 업계는 에너지 밀도와 출력 및 안정성 등에서 리튬이온 배터리를 크게 뛰어넘는 전고체 배터리의 상용화 추진 상황에 주목하고 있다. 전고체 배터리는 우수한 성능 때문에 '꿈의 배터리'로 기대를 받았지만 기술적 난이도가 높아 수십 년간 상용화에 이르지 못했다. 그러나 최근 기업들이 수 년 내 상용화를 계획하는 등 전고체 배터리의 등장이 머지 않았다는 전망이 힘을 얻고 있다. LG에너지솔루션도 황화물계 전고체 배터리를 오는 2030년까지 상용화할 계획이다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용한다. 손권남 담당은 이를 위해 여러 소재 혁신이 필요한 상황이라고 언급했다. 이런 혁신 기술 중 하나로, 양극과 고체 전해질 간 계면을 보호하는 코팅 물질을 새로 개발했다고 밝혔다. 손권남 담당은 “기존 레퍼런스 물질을 사용한 배터리보다 수명과 에너지 출력 등에서 더 우수한 성능을 보이는 것을 확인했다”고 첨언했다. 고체 전해질의 낮은 이온 전도도도 기술적 난제 중 하나다. 이온 전도도가 높아야 에너지 출력과 충전 성능을 높일 수 있다. LG에너지솔루션은 손 담당은 “자체 개발한 아지로다이트 계열 황화물계 고체 전해질의 이온 전도도가 세계 최고 수준인 것을 내부적으로 확인했다”고 밝혔다. 반면 아직 극복해야 할 기술 난제도 상당하다. 손 담당은 “현 리튬이온 배터리 대비 10배 높은 수준의 가압 공정이 필요하고, 황화물계 고체 전해질이 수분에 매우 취약하기 때문에 가공비를 낮추고 소재 안정성을 높이기 위해선 내수분성을 개선하는 소재 혁신이 필요한 상황”이라고 설명했다. LG에너지솔루션은 고전압을 구현하는 데 특화된 배터리 구조인 '바이폴라'를 반고체 및 전고체 배터리에 구현하기 위한 R&D를 추진 중이다. 손 담당은 “전자의 이동 경로가 매우 짧아지면서 급속 충전이나 방전 시 발열 관리에 유리할 것으로 보고 있다”며 “대면적화하면 부품 수도 50% 수준까지 줄일 수 있어 배터리 팩 내 공간 활용률을 높일 수 있고, 전기차에 적용하면 주행 거리와 가격 경쟁력을 높일 수 있을 것”이라고 소개했다. 전기차 외 고전압을 요구하는 ESS나 전기선박에도 활용될 수 있을 것이라고 전망했다. “리튬황 배터리, kg당 500kWh 구현"…소듐이온 배터리 조기 출시 시사 LG에너지솔루션은 리튬이온 배터리 무게 대비 에너지 밀도가 1.5배 높은 리튬황 배터리도 2027년 상용화 목표로 개발하고 있다. 손 담당은 “kg당 400~600kWh의 에너지 밀도를 구현할 수 있을 것으로 보고 있고, 500kWh 수준까지는 개발 가능한 단계”라며, “황이 매우 저렴하기 때문에 하이니켈 리튬이온 배터리 대비 원가를 30~50% 절감할 수 있다”고 강조했다. 손 담당은 무게가 가볍다는 특성상 도심항공교통(UAM) 등 항공 분야에 우선 공급될 것으로 전망했다. 손 담당은 “리튬황 배터리 구현을 위한 양극재를 개발했고, 고안정성과 고출력을 내기 위한 전해질 기술도 자체적으로 보유하고 있다”고 소개했다. 현재는 리튬이 비교적 낮은 가격에 거래되고 있지만, 모빌리티 부문에서 전동화가 상당 수준으로 진행되면 수요 대비 공급이 부족해질 전망이다. 업계에선 보급형 리튬이온 배터리를 대체할 배터리로 소듐(나트륨)이온 배터리 연구도 활발히 진행되고 있다. LG에너지솔루션도 그 중 하나다. 손 담당은 “소듐은 메탈 중 두 번째로 매장량이 많다”며 “이런 풍부한 자원을 토대로 지속 가능성 관점에서 가격 경쟁력을 갖출 수 있는 소듐이온 배터리 개발이 필요하다”고 설명했다. 소듐이온 배터리는 원재료가 저렴할 뿐 아니라 충격에도 매우 안전하고, 저온 환경에서도 성능이 잘 유지될 뿐 아니라 열 폭주에 따른 화재 위험으로부터 안전한 것으로 평가된다. 그러나 낮은 에너지 밀도가 단점으로 꼽힌다. 시장에 다수 보급된 LFP 배터리 대비 규모의 경제가 형성되지 않아 현 시점에선 가격 경쟁력도 LFP 배터리에 비해 밀린다. 손 담당은 “고용량 양극재로 소듐이온 배터리 에너지 밀도를 높이는 연구를 진행하고 있다”며 “또 하나의 방법으로 저희가 타사 대비 기술력이 우수한 건식 공정도 접목해 비용을 더욱 절감하려 한다”고 언급했다. 이어 “원통형 배터리로 구현하기 어려운 전고체 배터리와 달리, 폼팩터를 다양하게 접목할 수 있는 것도 소듐이온 배터리의 장점”이라며 “기존 리튬이온 배터리 공정 라인을 100% 활용할 수 있다”고 했다. 소듐이온 배터리의 경우 다른 차세대 배터리보다 조기에 시장 출시가 이뤄질 것으로 내다봤다. 손 담당은 “무정전 전원 장치(UPS) 등 고출력을 요하는 시장에 조기 출시하려고 최선을 하고 있다”고 말했다.

2025.04.10 15:15김윤희 기자

전고체 스타트업 솔리비스, '인터배터리'서 신제품 첫 공개

솔리비스가 국내 최대 배터리 전시회에서 고체전해질 신제품과 개발 기술을 최초 공개했다. 황화물계 고체전해질 전문기업 솔리비스는 5일부터 7일까지 3일간 코엑스에서 열린 국내 최대 배터리 전시회 '인터배터리 2025'에 참가해, 전고체 배터리의 양극복합체 및 분리막에 즉시 적용할 수 있는 고성능 신제품들을 공개해 30여곳 이상 글로벌 자동차·배터리 관련 기업과 미팅을 진행했다고 10일 밝혔다. 이번에 발표한 신제품은 '양극복합체용 고체전해질'과 '분리막용 고체전해질'로 ▲양극복합체용 고체전해질(모델명 SICON-C)은 이온전도도가 4~9mS/cm, 입도가 0.5~3㎛, ▲분리막용 고체전해질(모델명 SICON-S)은 이온전도도가 9~12mS/cm, 입도가 3~5㎛로 양산 제품으로서는 세계 최고 수준의 성능을 갖추고 있다고 회사 측은 설명했다. 솔리비스 고체전해질은 자체개발한 생산공정인 '3세대 습식합성 양산플랫폼'을 적용했다. 솔리비스에 따르면 양산공정에서 생산된 소재 중 효율성이 높고, 생산공정도 단순해 생산원가 측면에서도 경쟁력을 갖췄다. 제품의 입도·이온전도도 등을 고객의 요청에 따라 신속 대응할 수 있는게 장점이다. 솔리비스는 글로벌 자동차, 배터리 기업 관계자들이 자사 고체전해질 신제품과 핵심 생산기술인 '3세대 습식합성 양산플랫폼' 차별화된 기술력과 양산성에 관심과 신뢰를 보이며 러브콜을 보내왔다고 설명했다. 솔리비스는 현재 강원도 횡성군 우천산업단지에 연간 약 40톤 규모 생산능력을 갖춘 대규모 고체전해질 생산 플랜트를 건설 중이다. 올해 상반기 내 초도물량 출고를 앞두고 있으며, 하반기 중에는 본격적인 양산에 돌입할 계획이다. 신동욱 솔리비스 대표는 "이번 전시회에서 30여 기업 관계자들과 미팅을 진행한 것은 솔리비스의 고체전해질이 가장 선도적인 배터리 소재임을 다시 한 번 확인한 것"이라며 "우리 제품은 고객사 맞춤 제작이 용이한 높은 양산성이 차별화된 강점을 바탕으로, 기존 건식 및 습식 공정의 장점만을 결합한 독자기술로 경쟁력을 확보했다"고 밝혔다. 솔리비스 국내 최초로 전고체전지 국책과제 및 연구실을 운영한 한양대학교 신소재공학부 신동욱 교수가 창업한 혁신기술기업으로, 20여년의 연구경험을 토대로 고체전해질 양산 원천기술과 국내외 관련특허 100여개를 보유하고 있다.

2025.03.10 09:45류은주 기자

'인터배터리 2025' 개막…역대 최대 688개 기업 참여

배터리 산업 대표 전시회인 '인터배터리 2025'가 5일 서울 삼성동 코엑스에서 역대 최대규모인 688개 기업이 참여한 가운데 막을 올렸다. 올해로 13번째를 맞이하는 인터배터리 2025는 LG에너지솔루션·삼성SDI·LG에너지솔루션 등 국내 배터리 3사를 포함해 미국·일본·칠레·브라질 등 13개국 정부‧연구소·기업이 참여했다. 안덕근 산업통상자원부 장관은 이날 개막식에서 “정부는 배터리 산업의 성장세 회복을 위해 ▲트럼프 2.0 ▲캐즘 ▲공급망 등 세 가지 키워드를 중심으로 대응해 나갈 계획”이라고 밝혔다. 안 장관은 이어 “지난주 미국을 방문해 우리 기업의 안정적 대미 투자환경 유지 등을 요청하고 돌아왔고 지금 이 순간에도 '민관 합동 사절단'이 미국 배터리 투자지역을 순회하며 아웃리치를 하는 등 미국 측과 적극적으로 소통하고 있다”면서 “캐즘 극복을 위해 전기차 구매를 구매할 때 세금을 감면해주고 충전 인프라를 확충하는 등 전기차 수요 진작과 더불어, 2038년까지 에너지저장장치(ESS) 시장 규모를 현재 국내 ESS 생산설비 용량의 최대 15배로 늘려가는 등 전기차 외 배터리 수요처 다변화를 계속 지원해 나갈 계획”이라고 강조했다. 특히 ESS 뿐 아니라 방산·로봇·조선 등으로 수요처 다변화를 지속해서 지원하겠다고 덧붙였다. 흑연 등 핵심 품목의 공급망 안정화 방안도 적극적으로 추진할 것을 약속했다. 안 장관은 “배터리 공급망에서 가장 취약한 음극재를 비롯해 핵심 소재·광물의 국내 생산 촉진을 위해 재정·세제 등 다양한 정책 수단을 적극 강구해 나가겠다”고 밝혔다. 이철규 국회 산업통상중소벤처기업위원장은 “글로벌 시장의 치열한 각축전 속에서 대한민국이 배터리 강국으로 우뚝 서려면 국내 투자 확대와 인력 양성 등 배터리 산업생태계의 경쟁력 제고가 필요하다”며 “국회 산자중기위 차원에서 제도적 지원을 아끼지 않겠다”고 약속했다. 7일까지 이어지는 인터배터리 2025 기간 ▲배터리 컨퍼런스 ▲배터리 기업 채용설명회 ▲미국 투자설명회 ▲배터리 광물 세미나 등 다양한 부대행사가 개최된다. 한편, 올해 전시회에서 혁신적인 기술과 제품에 수여하는 '인터배터리 어워즈'는 46시리즈 원통형 셀 및 팩 솔루션을 선보인 LG에너지솔루션, 높은 에너지밀도와 급속충전이 가능한 LFP+ 기술을 공개한 삼성SDI, 고강도와 고연신 특성을 가진 음극 집전체 제품을 가진 롯데에너지머티리얼즈, 95% 이상 하이-니켈 배터리용 양극활물질을 제조하는 L&F, 신속한 배터리 진단 기술을 보인 민테크와 모나 등에 돌아갔다.

2025.03.05 12:46주문정 기자

전고체 배터리 경쟁↑…한·중·미·일 '기술 패권' 누가 먼저 잡나

국내 최대 배터리 행사 '인터배터리'가 한중 배터리 전쟁의 축소판으로 주목받는 가운데, '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 기술 선점을 둘러싼 국가 간 경쟁에도 관심이 집중되고 있다. 2일 업계에 따르면 삼성SDI는 작년 인터배터리에서 전고체 배터리 로드맵을 공개한 데 이어 올해도 전고체 배터리 개발 업데이트 현황을 소개할 예정이다. 삼성SDI는 국내 배터리3사 중 가장 빠른 2027년을 목표로 전고체 배터리 상용화를 추진하고 있다. SK온은 2028년 시제품 생산, LG에너지솔루션은 2030년 상용화를 목표로 개발 중이다. 이차전지 소재업체 에코프로도 올해 인터배터리에서 처음으로 전고체용 신소재 개발 로드맵을 공개할 예정이다. 전고체 배터리는 아직 시장을 선점한 기업이 없다. 원천 기술 특허 경쟁력만 보자면 일본이 압도적으로 우세하지만, 노동집약적 산업에 강한 우리나라와 중국이 빠르게 추격하고 있다. 중국에서는 세계 최대 배터리 업체 CATL과 세계 최대 전기차 업체 BYD가 전고체 배터리 개발에 앞장서고 있다. 산화물계 전고체 배터리와 반고체 배터리에 주력하던 중국은 최근 대세로 자리잡은 황화물계 전고체로 방향을 틀어 집중하고 있다. 최근 BYD는 2027년 황화물계 전고체 배터리 시험 생산을 시작해 2030년부터 대량 생산에 들어가겠다는 계획을 밝혔다. 현재 BYD는 20Ah 및 60Ah 용량의 전고체 배터리를 파일럿 생산 중이다. CATL 역시 황화물 기반 전고체 배터리 생산을 목표로 하고 있으며, 최근 관련 연구개발(R&D) 인력을 1천명 이상 늘린 것으로 알려졌다. 2027년까지 소량 생산을 목표로 하고 있다. 일본에서는 토요타가 가장 먼저 상용화할 가능성이 높다. 토요타는 2027년과 2028년 대량 생산을 목표로 하고 있는데, 실제 탑재한 차량을 선보이는 시점이라면 일본이 가장 먼저 대량 생산에 성공할 것이란 관측도 있다. 미국에는 전고체 스타트업 삼총사로 불리는 솔리드파워, 팩토리얼에너지, 퀀텀스케이프 등이 개발을 주도하고 있다. 메르세데스-벤츠와 협업 중인 팩토리얼 에너지는 최근 전고체 배터리 시제품을 탑재한 EQS 도로 주행 결과를 발표하기도 했다. 팩토리얼 에너지는 기존 EQS 리튬 이온 배터리 대비 최대 25% 주행거리가 증가했으며, 최대 1천km 주행이 가능하다고 밝혔다. 솔리드 파워는 SK온, BMW, 포드와 협력하고 있으며, 전고체 배터리 시제품을 생산해 테스트를 진행 중이다. 구체적인 양산 시점을 밝히진 않았으며, 올해 목표로 전해질 성능 향상과 파일럿 제조라인 설치와 샘플 생산규모를 늘리겠다고 제시했다. 폭스바겐 지원을 받는 퀀텀스케이프도 올해 대량의 샘플을 생산하고, 고객사 테스트를 위한 QSE-5 B1 샘플 출하를 목표로 한다고 밝혔다. 퀀텀스케이프는 2026년 상용화를 목표로 제시했다. 다만, 보고서 말미에는 기술적 문제 등으로 이러한 목표가 지연될 가능성이 있다는 점에 대해 길게 명시했다. 업계 관계자는 "업체마다 양산 시기를 다르게 내세우고 있지만, 샘플이 아닌 대량 생산된 전고체 배터리가 탑재된 차량이 시장에 출시되는 시점을 기준으로 하면 2030년이 가장 경쟁이 치열해지는 시점일 것"이라며 "그때가 되면 옥석이 가려져 일부 기업만 살아남고, 기술력이 부족한 업체들은 사라질 가능성이 높다"고 관측했다.

2025.03.02 08:30류은주 기자

전고체 배터리 소재 기업 솔리비스, 124억 투자 유치

전고체 배터리 소재 전문 기업 솔리비스(대표 신동욱)는 124억원 규모의 브릿지 투자를 유치했다고 12일 밝혔다. 이는 강원도 횡성 소재 고체전해질 양산공장 건설 및 운영자금으로 누적 투자액은 422억원이 됐다. 이번 브릿지 투자는 기존 주주 및 투자사들이 주도적으로 참여해 진행됐으며, 중소벤처기업진흥공단이 솔리비스의 글로벌 성장 가능성을 높게 평가해 신규 투자자로 합류했다. 솔리비스는 100여억원의 연구개발비를 투입해 전고체 배터리 소재인 고체전해질을 자체 개발했다. 여기에 '3세대 습식합성 양산플랫폼'을 적용했는데, 현재까지 알려진 학술연구와 시험을 통틀어 가장 높은 이온전도도를 보이고 있다고 강조했다. 제품의 입도 사이즈 및 분포 등을 고객사 요청에 따라 신속히 대응할 수 있는 점을 최대 강점으로 소개했다. 솔리비스 횡성공장은 210여억원을 1차 투입해 건설 중인 대규모 고체전해질 양산공장으로, 공장동, 창고동, 사무동 등 공장건물 3개동으로 구성됐다. 준공 시 연간 40톤 규모의 생산능력(CAPA)을 갖추게 된다. 신동욱 대표는 "솔리비스의 시장 선도력을 인정하고 지지와 응원을 보내며 브릿지 투자에 참여해 준 주주님께 감사의 말씀을 드린다"면서 "2분기 중 횡성 공장을 완공하고, 준공 절차가 완료되는 즉시 양산을 위한 시험생산에 돌입해 제품 생산에 나서 전고체 배터리 시장을 견인하는 기업으로 자리매김할 것"이라고 말했다.

2025.02.12 09:49김윤희 기자

석경에이티, 전고체 배터리 소재 '고체전해질' 특허 등록

나노 소재 전문 기업 석경에이티는 전고체 전지용 고체전해질 소재 기술인 '붕산화물∙용융염계의 고체전해질 및 그 제조방법'에 대한 국내 특허 등록을 완료했다고 5일 밝혔다. 이번 특허 등록은 회사가 지난달 완료한 고체전해질 소재 관련 '붕산화물계 고체전해질 및 그 제조방법'에 대한 국내 특허 등록 이후 두 번째다. 석경에이티가 2023년 개발한 붕산화물계 고체전해질은 수분에 민감하지 않고 유해가스 발생 가능성이 낮아 안정성이 높은 것이 특징이다. 전도성이 우수하며, 저가 원료인 붕산염을 사용해 가격 경쟁력도 높다는 설명이다. 회사는 작년부터 전용 클린룸(분석 평가실)을 구축해 해당 소재에 대한 기능적 검증을 활발히 진행하고 있으며, 신뢰성 있는 데이터를 다수 확보했다. 석경에이티 관계자는 "붕산화물계 고체전해질 소재에 이어 이번 붕산화물∙용융염계 고체전해질 소재 특허 등록을 바탕으로 고체전해질 배터리 산업의 성장에 기여하겠다”고 말했다. 석경에이티는 신개념 고체전해질 소재 생산을 포함한 신사업을 추진하기 위한 제3공장 건설이 현재 막바지에 다다랐다고 했다. 전북 김제시에 위치한 석경에이티 제3공장은 오는 4월 본격 가동할 예정으로 ▲고체전해질 소재 ▲중공 실리카 ▲전기차 배터리 방열 소재(TIM) 등의 양산을 전담하게 된다.

2025.02.05 15:06김윤희 기자

"비상 경영 돌입" 포스코퓨처엠, 작년 영업익 7억원…98% ↓

포스코퓨처엠은 연결 기준으로 지난해 매출액 3조 6천999억원, 영업이익 7억원, 당기순손실 2천313억원을 기록했다고 3일 발표했다. 전년 대비 매출은 22.3%, 영업이익은 98% 감소하고 순이익은 적자 전환했다. 지난해 4분기 기준으로는 매출 7천232억원, 영업손실 413억원, 순손실 2천759억원을 거뒀다. 전년 동기 대비 매출은 36.9% 감소하고 영업손실은 44% 개선됐다. 순손실은 170% 확대됐다. 배터리소재 사업은 지난해 매출 2조 3천399억원, 영업손실 369억원을 기록했다. 양극재 사업은 글로벌 전기차 판매량 증가와 전기차 신모델용 제품 공급 개시에 따라 고부가 제품인 하이니켈 제품 중심으로 판매량이 전년 대비 소폭 증가했다. 그러나 리튬, 니켈 등 주요 원료 가격 하락으로 판매가가 크게 하락하며 매출은 전년 대비 30.4% 감소한 2조 1천856억원을 기록했다. 일부 제품 및 원료 불용재고에 대한 평가손실 436억원 계상으로 수익성도 감소했다. 음극재 사업 측면에선 천연흑연 음극재 부문에서 중국산 저가제품 공세로 판매량이 감소하고 원료인 흑연 가격 하락 영향으로 판매 가격도 하락했다. 인조흑연 음극재 부문 역시 가동 초기 높은 제조단가로 인한 재고 평가손실이 반영돼 매출이 전년 대비 30.4% 감소한 1천543억원을 기록하고 영업이익은 적자로 돌아섰다. 기초소재 사업에선 매출 1조 3천600억원, 영업이익 376억원을 기록했다. 내화물은 전로 수리 증가로 이익이 늘었으나 화성·라임(생석회)에서는 고정비가 증가하며 수익성이 저하됐다. 포스코퓨처엠은 자산가치의 건전성을 제고하기 위해 사업 현황을 선제적으로 반영, 손상차손을 인식해 당기순손실이 발생했다고 설명했다. 포스코퓨처엠은 캐즘 이후의 성장을 대비하기 위해 비상경영 체제에 돌입한다. 시장 수요 위축과 더불어 주요 시장인 미국의 새 행정부 출범 등 글로벌 정책 불확실성이 어느 때보다 커지면서 선제적 위기 대응을 통해 사업 경쟁력을 확보하고 미래 성장에 대비할 계획이다. 엄기천 사장은 지난달 17일 사운영회의 직후 전 임원과 함께 비상경영 계획을 공유하고 제조·사업 경쟁력 강화와 위기 극복에 대한 의지를 다졌다. 이 자리에서 엄 사장은 "제조 경쟁력 강화와 혁신적인 조업 역량을 확보하는 데 매진하고, 회사의 미래를 준비하기 위한 투자 사업은 지속 검토해 나가되 비핵심 자산은 과감하게 조정해 나가는 등 회사 경영진들은 주요 경영 아젠다들을 철저하게 수익성 확보 관점에서 검토해 달라"고 당부했다. 포스코퓨처엠은 생산성 혁신과 함께 R&D 강화로 제품 포트폴리오를 다양화하기로 했다. 프리미엄 제품인 하이니켈 양극재 외에도 고전압 미드니켈, 고망간(LMR), 리튬망간인산철(LMFP) 양극재 등 중저가 신제품을 개발한다. 음극재에서도 저팽창 천연흑연 음극재, 고용량 실리콘탄소복합체(Si-C) 음극재 등 고부가제품 개발을 통해 글로벌 시장을 선점한다는 계획이다. 포스코퓨처엠은 포스코홀딩스 미래기술연구원, 포항산업과학연구원(RIST), 포스텍 등과 협업해 미래 시장을 주도할 차세대 전지용 소재 개발에도 적극 나서고 있다고도 강조했따. 특히 미래 배터리 산업의 게임체인저로 주목받고 있는 전고체 배터리 양극재뿐만 아니라 건식 전극용 양극재, 리튬메탈 음극재 등도 선행 개발 중이라는 설명이다. 전고체 배터리 양극재의 경우 2028년 양산을 목표로 국내외 3개 이상의 고객사와 테스트를 진행하고 있고, 건식 전극용 양극재와 리튬메탈 음극재도 2028년 양산을 위해 고객사 테스트를 진행 중이라고 밝혔다.

2025.02.03 14:38김윤희 기자

SK온 '전고체 배터리' 연구 성과 2건 국제 학술지 게재

SK온이 전고체 배터리 연구개발 성과를 잇따라 발표하고 기술력 강화에 박차를 가한다. 도전적인 기술 탐색과 다양한 파트너십을 통해 제조 공정 및 소재 혁신을 이끌고 차세대 배터리 경쟁력을 키운다는 전략이다. SK온은 국내 유수 대학·기관과 함께 진행한 전고체 배터리 연구개발과제 결과물이 논문으로 작성돼 최근 국제 학술지에 연이어 게재됐다고 13일 밝혔다. 일부 연구 결과에 대해서는 국내외 특허 출원도 완료했다. SK온이 김진호 한국세라믹기술원 박사 연구팀과 함께 진행한 연구는 초고속 광소결 기술을 적용한 고분자-산화물 복합계 전고체 배터리 제조 공정 고도화가 핵심이다. 인쇄 회로 기판 공정에 주로 활용되는 광소결 기술을 배터리 제조에 접목시킨 획기적인 연구라는 평이다. 해당 연구를 다룬 논문은 에너지·화학 분야 저명한 학술지인 'ACS 에너지 레터스'에 표지 논문으로 실렸다. 논문 저자 9명 중 6명이 SK온 구성원이다. 전고체 배터리는 현재 리튬이온 배터리에 적용되는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 배터리로 이른바 '꿈의 배터리'로 불린다. 고체 전해질 종류는 크게 황화물계, 산화물계, 고분자계로 나뉜다. 산화물계 전해질 소재는 리튬이온 이동 경로 및 기계적 강도 증가를 위해 일반적으로 1천도 이상의 고온 및 10시간 이상의 열처리 공정을 요구한다. 하지만 제조 원가 부담과 더불어 소재의 취성 파괴(재료가 파괴될 때 변형 없이 갑자기 부서지는 현상)와 같은 취약점이 대두되며 대(大)면적화가 과제로 여겨졌다. SK온은 빠른 속도와 저온 열처리가 특징인 광소결 기술을 해법으로 제시했다. 연구진은 조사된 빛 에너지의 손실을 최소화하는 유색 무기 안료를 발견해 산화물 전해질 소재에 적용시켰다. 이와 함께 선택적으로 수 초안에 열처리를 가능케 하는 초고속 광소결 기술을 활용, 최적의 균일성을 갖는 다공성 구조체를 만드는 데 성공했다. 더 나아가 연구진은 초고속 광소결 기술로 제조된 산화물 내부에 고분자 전해질을 포함하는 고분자-산화물 복합전해질을 성공적으로 구현했다. 실험 결과 이 전해질이 적용된 배터리는 우수한 수명 특성을 나타냈다. SK온은 망간리치(LMRO) 양극재의 황화물계 전고체 배터리 적용 가능성을 분석한 연구 결과도 공개했다. 서울대학교 이규태 교수 연구팀과 진행한 이 연구는 에너지 소재 분야 국제학술지인 '어드밴스드에너지머티리얼스'의 표지 논문으로 지난달 발간됐다. LMRO 활물질의 열화 메커니즘을 상세히 규명해 성능 위주로 다룬 기존 연구와 차별화했다. LMRO 양극재는 니켈, 코발트보다 저렴한 망간이 기반이 돼 원가적 이점이 크다. 다만 기존 리튬이온배터리에 적용시 액체 전해질 부반응로 인한 가스 발생, 전압 강하·용량 감소 등의 난제가 있어 업계는 전고체 배터리 적용 가능성에 대해 연구해왔다. SK온은 고온·고전압 조건 아래 충·방전 중 LMRO 활물질에서 발생한 산소(O₂)가 황화물계 고체전해질을 산화시켜 열화가 발생하는 현상을 여러 분석을 통해 규명했다. 이를 해결하기 위해 산소 발생을 저감하는 특수 코팅재를 적용해 배터리 수명을 개선하는 방법도 찾아냈다. 박기수 SK온 R&D 본부장은 “이번 성과는 SK온의 적극적 연구개발과 뛰어난 기술 역량이 학계·기관의 전문가들과 시너지를 만들어 이뤄낸 것”이라며 “SK온은 차세대 배터리 분야를 선도하기 위해 연구개발에 더욱 매진하겠다”고 말했다. SK온은 고분자-산화물 복합계와 황화물계 등 두 종류의 전고체 배터리를 개발 중이다. 각각 2027년, 2029년에는 상용화 시제품을 생산한다는 목표다. 대전 배터리연구원에 건설 중인 차세대 배터리 파일럿 플랜트는 올해 하반기 완공 예정이다.

2025.01.13 08:41김윤희 기자

삼성전기 "내년 소형 전고체전지 양산…갤럭시링부터"

[라스베이거스(미국)=류은주 기자] "소형 전고체 배터리는 내년 하반기 양산하고자 하는게 저희 바람입니다." 장덕현 삼성전기 사장은 8일(현지시간) 미국 라스베이거스 앙코르 호텔에서 기자간담회를 열고 이 같은 계획을 공유했다. 전고체 배터리는 기존 리튬이온배터리보다 안정성이 높아 차세대 배터리로 주목받는다. 삼성전기는 스마트폰, 스마트링, 무선이어폰, 스마트워치 등 IT 기기에 탑재할 수 있는 산화물계 소형 전고체 배터리를 개발 중이다. 고체로된 배터리다 보니 기기 모양에 맞게 배터리를 만들 수 있어 안경테, 스마트링 등 굴곡진 기기에도 탑재가 용이하다. 이미 시제품 검증에 들어간 곳도 있다. 다만, 양산 시점을 확언할 수는 없다고 장 사장은 전했다. 삼성전기 예상 로드맵에 따르면 올해 갤럭시링 내년 갤럭시버즈 등에 탑재될 가능성이 높다. 장 사장은 "(전고체 배터리는)아직 세상에 없는 기술이라 양산을 해보기 전에는 모른다"며 "내부적으로 테스트를 엄청나게 하고 있는데, 어느 정도 자신감이 생겼을 때 양산 투자에 나설 예정이며 현재 시제품을 갖고 몇몇 고객과 얘기를 진행하고 있다"고 밝혔다. 또 "고객들은 기술만 된다면 쓰고 싶어 하기에 시장은 분명히 있다"며 "문제는 양산검증으로 개발 검증은 전체의 반이며, 대량 생산 시 불량 등을 체크해 사업성을 살펴봐야 한다"고 설명했다. 삼성전기는 반도체 산업의 '게임 체인저'로 불리는 유리기판도 미래 먹거리로 준비 중이다. 유리 기판의 경우 세종사업장에 파일럿 라인을 구축한 데 이어 올해 고객사 샘플 프로모션을 통해 2027년 이후 양산에 들어갈 계획이다. 장 사장은 "적극적인 고객도 있고 아직 지켜보자는 단계인 고객도 있으며, 몇몇 고객들과 협의중"이라고 밝혔다. 다만, 유리기판의 기술적 한계들을 해결하기 위한 노력도 병행 중이다. 장 사장은 "유리 기판에 층수를 올릴 때 잘 안붙는다는 의견이 있어 이러한 단점을 개선하기 위한 연구를 하고 있으며, 유리에다 구멍을 뚫어야 하므로 레이저 업체와도 역시 R&D를 진행 중"이라고 설명했다. 실리콘 커패시터는 조금 더 가시화된 먹거리다. 삼성전기는 지난해 고객에 실리콘 커패시터 샘플 공급을 시작했고, 올해 고성능 반도체 패키지용과 AI 서버용을 양산할 계획이다. 장 사장은 "올해 한 2개 고객을 잡았다"며 "양산 후 1~2년 내로 의미 있는 매출(약 1천억원 이상)을 해보고 싶다"고 말했다. 이어 "전장 카메라 역시 새로운 성장 동력으로, 렌즈가 굉장히 비싼 디바이스인데, 비싼 글라스 일부를 플라스틱으로 바꿔 하이브리드 렌즈로 차별화를 주고자 한다. 삼성전기는 이 밖에도 고체 산화물 수전해 셀·스택 등을 미래 먹거리고 제시했다. 장 사장은 "오늘 소개한 미래 사업 반만 성공해도 사실 평탄한 거라고 생각한다"며 "IT 시장이 폭발적으로 성장하진 않지만, 일부는 성장을 이어가고 있으며 작년 보다는 올해 분위기가 조금 더 좋을 것이라 생각한다"고 말했다.

2025.01.09 16:02류은주 기자

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