삼성SDI 초격차 기술경쟁력의 핵심 전고체 배터리에 대해 알아본다.

2차 전지 국내 3사 중에 한곳이 삼성 SDI는 세계적인 추세인 전기차 배터리 증설을 하지 않고 있다. 삼성SDI는 양적 성장보다는 질적성장을 강조하고 있는데 리튬이온전지의 사세확장을 한 번에 꺾어버릴수 있는 전고체 배터리 개발을 위해 무리하게 증설 투자를 하지 않고 있다. 삼성SDI 초격차 기술 경쟁력 확보를 위해 전고체 배터리 개발을 지속진행하고 있는데 전고체 배터리란 무엇이고 장점은 무엇인지 알아보자

삼성SDI의 초격차 기술전략
전고체 배터리

리튬이온전지 대규모 증설하지 않는 이유

삼성 SDI가 외치고 있는 초격차 기술 경쟁력은 아마도 리튬이온전지가 아닌 전고체 배터리에 집중하고 있다는 의미이며 이러한 전략을 유지한채 글로벌 시장 점유율도 5위권 밖으로 벗어나게 되었다. 제조업에서 CAPA 확보를 못하면 계속해서 경쟁에 뒤쳐질수 밖에 없는데 이런 위기임에도 불구하고 삼성 SDI는 대규모 증설을 하지 않고 있다. 전고체 배터리가 나오면 배터리 산업의 패러다임은 완전히 바뀌게 된다. 주행거리가 길어지고 폭발위험도 낮춘 전고체 배터리야말로 차세대 배터리라 칭할 수 있으며 양산이 진행이 되고 가격 경쟁력이 확보되면 자연스럽게 리튬이온전지의 시대는 저버릴지도 모른다. 삼성SDI는 투자를 안하는것이 아니다. 다만, 미래 배터리 개발에 더욱 속도를 낼뿐이다.

전고체 배터리란?

전고체 전지는 리튬이온전지의 핵심 소재 중 하나인 전해질이 핵체가 아닌 고체인 전지이다. 유기 용매가 없어 불이 붙지 않아 안전성이 향상되고 음극을 흑연/실리콘 대신 리튬 금속을 적용해 에너지밀도를 향샹 시킬수 있다. 삼성 SDI는 국내 배터리3사 중 가장 빠른 속도로 전고체 전지 개발에 돌입했는 평가를 받는다. 삼성SDI는 경기도 수원시 영통구에 위치한 SDI연구소 내 전고체 전지 파일럿 라인을 착공했다. 파일럿 라인은 2000평 규모로 구축되며 2025년 전고체 배터리 시제품을 선보인 뒤 2027년 상용화 하는 것이 목표이다. 시제품 제조를 위한 파일럿 라인은 2023년 가동한다.

삼성 SDI
4680 배터리 시장 선점 경쟁

삼성SDI는 전고체 전지와 함께 또다른 게임체인저로 불리는 4680 배터리 시장 전점 경쟁에도 뛰어들었다. 4680 배터리는 지름 46mm, 길이80mm의 배터리로 미국 전기차 기업 테슬라가 자사 차세대 전기차 모델에 탑재하는 부품으로 알려졌다. 일본 파나소닉은 2021년 기존 테슬라에 공급하는 배터리보다 에너지 용량을 5배, 출력을 6배, 주행거리 16%씩 늘리는 대신 총전 속도까지 높인 차세대 4680배터리 시제품을 선보였다. 삼성SDI는 최근 천안공장에 4680 배터리 파일럿 라인을 신설했다. 2023년 상반기 샘플 목표로 진행하고 있고 4680이 테슬라에 최적화된 크기인 만큼 기존 고객인 BMW 등을 고려해 지름 46mm, 길이는 절반 수준인 4640 배터리 등도 검토 중인 것으로 알려진다.

전고체 배터리 장점과 단점

현재 상용화되고 있는 리튬이온 배터리와 달리 액체 전해질이 아닌 고체 전해질을 사용하는 기술이며 현재 전기차의 단점으로 대두되고 있는 폭발, 화재문제 등을 방지 할 수 있다. 전고체 배터리의 장점으로는 높은 에너지 밀도로 인해 더 많은 에너지를 저장할 수 있으며 고체 전해질의 안정성을 바탕으로 배터리의 수명도 연장된다. 그리고 액체 전해질이 아닌 고체를 사용하기 때문에 폭발, 화재 등의 위험이 적고 기존 배터리보다 빠른 충전이 가능하다는 장점이 있다. 안전성 관련 부품이 줄어들기 때문에 해당 공간에 활물질을 채워 에너지 밀도가 높아 크기가 즐어듦에도 불구하고 기존 리튬이온 배터리와 같은 용량을 유지 할 수 있다. 그러나 아직 기술 개발이 많이 필요한 단계이며 생산단가가 높고 제조과정도 복잡하다는 단점이 있다.

전고체 배터리의 상용화

전고체 배터리의 장점으로 1회 충전시 주행거리가 증가하고 안정성을 크게 증가시킬수 있다. 바로 현재 전기차의 큰 단점을 보완할 수 있는 것이다. 그렇기 때문에 차세대 기술로 주목을 받고 있으며 배터리 시장에서 게임 체인저가 될수 있는것이다. 그러나 제품 양산을 위해 넘어야 할 장벽들이 많은 상황이다. 전문가들은 실제 전기차에 적용되는 시점은 빨라야 2027년 2030년으로 전망하고 있다. 전기차의 미래에 대한 기대감은 유효하나, 상용화까지 많은 시일이 소요될 것인 만큼 장기적인 시작이 필요하다. 전고체 배터리 관련 기술을 많이 보유한 국가는 일본이며 우리나라 현재 이끌어나가고 있는 배터리 시장 주도권을 유지하기 위해 지속적인 개발이 필요한 상황인 것이다.  전고체 배터리 관련주로는 삼성SDI, 엘엔에프, 한농화성, 이수화확, 레몬, 미코 등이 있다.