전고체 배터리가 왜 꿈의 배터리인 이유 [Top 4]

2차전지

전고체 배터리는 차세대 배터리 기술 중 하나로 고체 전해질을 사용해서 화재 위험성이 낮고 안전성 측면에서 매우 뛰어나다고 알려져 있어요. 또한 리튬이온배터리 대비 에너지 밀도가 높아 주행거리가 길고 충전시간이 짧다는 장점이 있어서 전기차 시장에서는 없어서는 안 될 필수 요소입니다. 현재 상용화된 2차 전지인 리튬이온배터리는 액체 전해질을 사용하기 때문에 온도 변화에 민감하게 반응하는데요, 이로 인해 폭발과 화재 등 다양한 사고가 발생하기도 합니다. 하지만 전고체 배터리는 이러한 단점들을 보완했기 때문에 많은 주목을 받고 있죠.

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전고체 배터리

1. 전고체 배터리란 무엇인가요?

전고체 배터리는 양극과 음극 사이에 이온 전도성 물질을 넣은 기존 전지와는 달리 아예 전해액을 쓰지 않고 고체 상태의 전해질을 사용하는 배터리입니다. 따라서 불이 날 염려가 없고 충격 흡수율이 좋아 외부 충격으로부터 보호받을 수 있다는 장점이 있어요. 그리고 안정성과 더불어 높은 에너지 밀도로 같은 크기의 리튬이온배터리 보다 용량이 크며 빠른 충전속도를 자랑합니다. 이처럼 여러 가지 장점들이 있지만 아직까지는 해결해야 될 과제들이 남아있는데요, 먼저 수명 문제입니다. 황화물계 소재 기반의 전고체 배터리는 충방전 과정에서 부피 팽창 현상이 일어나는데 이를 방지하기 위해서는 첨가제를 넣어야 하는데 이것이 성능 저하의 원인이 될 수 있다고 해요. 두 번째로는 제조 단가 상승이에요. 일본 도요타 자동차 연구소 자료에 따르면 2020년 양산 예정인 전고체 배터리 셀의 생산원가는 1 kWh당 약 100달러 수준이며 2030년경에는 80달러 이하로 내려갈 것으로 예상된다고 하네요. 마지막으로는 여전히 비싼 가격입니다. 삼성 SDI나 LG에너지설루션 등 국내 기업에서도 개발 중이지만 아직까진 초기 단계이기 때문에 대량생산 및 원가 절감 면에서 어려움을 겪고 있으며 향후 5~10년 내에 본격적인 경쟁이 이루어질 것으로 전망됩니다.

전기차 충전

2. 전기차용 2차전지로는 어떤가요?

현재 대부분의 전기차 업체들은 파우치형 배터리를 채택하고 있습니다. 원통형/각형 등 다양한 모양의 배터리가 있지만, 공간 활용도와 생산 효율 면에서 파우치형 배터리가 유리하기 때문입니다. 반면 각형 또는 원형 타입의 경우 주행거리 향상 및 디자인 자유도 측면에서 강점을 갖고 있습니다. 그러나 최근 테슬라를 필두로 한 완성차 업체들이 자체 설계 배터리 내재화 움직임을 보이면서 상황이 달라지고 있습니다. 테슬라는 이미 CATL로부터 공급받는 물량을 줄이고 독자 규격의 4680셀을 도입하겠다고 밝힌 바 있습니다. GM 역시 LG화학과의 합작법인 설립을 중단하고 얼티엄 셀즈 공장 건설 계획을 발표했으며, 폭스바겐 그룹 산하 아우디폭스바겐그룹은 노스볼트와의 협력을 강화하고 있습니다. 국내 배터리 업계 입장에서는 경쟁자가 늘어난 셈이죠. 결국 앞으로는 누가 더 빨리 양산 체제를 구축하느냐가 관건이 될 전망입니다.

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3. 전고체 배터리 상용화까지는 얼마나 걸릴까?

현재 기술 수준으로는 2025년 이후에나 양산화가 가능할 것으로 보인다. 일본 도요타 자동차연구소에서는 2020년경이면 실제 차량에 적용될 수 있을 것이라는 전망을 내놓았다. 국내 업체 가운데서는 삼성 SDI가 지난 2월 미국 샌프란시스코에서 열린 국제전자제품박람회(CES)에서 1회 충전 시 주행거리 800km 이상, 1000회 이상 충·방전이 가능한 전고체 배터리 시제품을 공개했다. LG화학 역시 지난해 9월 독일 뮌헨에서 열린 세계 최대 규모의 모터쇼 'IAA 모빌리티'에서 2022년께 전고체 배터리를 선보일 계획이라고 밝혔다.

전고체 배터리

4. 전고체 배터리 관련주 뭐가 있을까요?

전고체 배터리 관련주는 크게 4가지 종목으로 분류되는데요, 첫번째는 한농화성입니다. 한농화성은 계면활성제 전문기업으로 최근 자회사인 케이엔제이와의 협업을 통해 전고체 배터리용 고체 전해질을 개발한다고 밝혀 주가가 급등했습니다. 두 번째는 씨아이에스입니다. 씨아이에스는 이차전지 전공정 장비업체로 전고체 배터리 공정장비를 개발한다는 소식에 강세를 보이고 있습니다. 세 번째는 상아프론테크입니다. 상아프론테크는 불소수지 멤브레인 필터 업체로 지난해 말 한국과학기술연구원(KIST)으로부터 전고체 배터리 분리막 원천기술을 이전받아 사업화를 추진하겠다고 밝혔습니다. 네 번째는 동화기업입니다. 동화기업은 화학사업부에서 강화마루 합판소재를 생산하며 친환경 가소제를 판매하고 있고, 전자소재 부문에서는 디스플레이 패널 식각공정에 쓰이는 EMC를 주력으로 생산하고 있습니다.

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목차

[시간여행tv의 주식투자전략] 도서 내용 줄거리,저자 소개 및 배울점