삼성SDI "전고체배터리 개발 당연, 관리시스템 최적화도 중요" 국내 주요 배터리 업계인 LG에너지솔루션과 삼성SDI가 배터리 안정성을 높이기 위해 저마다의 해법을 내놨다.
양사는 SNE리서치가 13일 서울 코엑스에서 주최한 NGBS 2022(Next Generation Battery Seminar)에 참가해 배터리 안정성에 대한 전략을 소개했다.
김재영 LG에너지솔루션 상무는 전고체 배터리 기술 개발 목표에 대해 소개하고 고분자계와 황화물계 '투트랙'으로 개발을 진행한다고 밝혔다.
전고체 배터리는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달해 전류를 흐르게 하는 전해질을 기존 전지처럼 액체가 아니라 고체화한 것이다. 리튬이온배터리에 비해 안전성뿐만 아니라 에너지 밀도가 높다.
김 상무는 전고체 배터리 관련 연구를 전해질 물성에 따라 크게 세 개로 나뉘는데 △황화물계 △산화물계 △고분자계 전해질로 소개했다.
김 상무는 "2026년 고분자계 전고체 배터리를, 2030년 황화물계 전고체 배터리를 각각 상용화겠다"고 말하면서도 "궁극적으로는 황화물계로 가는 것이 목표"라고 했다.
고분자계 배터리는 현행 액상 전해질과 구조가 비슷해 기존 생산 설비에서도 만들 수 있고 공정도 비교적 간단하다. 하지만 에너지 효율 판단 기준인 이온 전도도가 높지 않다.
이를 극복하기 위해 고분자 전해질과 액체 전해질을 혼합한 하이브리드로 형태로 연구개발이 이뤄진다. 액체가 섞인다는 점에서 완전한 '고체' 배터리가 아니라는 지적도 있고 안정성이 떨어지는 단점이 있다.
반면 황화물계는 고분자계보다 이온전도도와 안정성이 높다. 김 상무는 "액체가 섞이지 않기 때문에 이론적으로는 안정성에 대한 기대치가 높다"고 말했다.
다만 넘어야할 난제가 많다. 수분에 취약하기 때문에 극도로 건조한 상태에서 만들어져야 한다. 그만큼 개발·생산이 어렵고, 이에 투입되는 비용도 만만치 않다.
김 상무는 "오픈이노베이션을 통해 황화물계 배터리 협력을 진행 중"이라며 "미국에는 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD)와 함께, 한국에서는 카이스트와 함께 하고 있으며 금년에는 유럽에서도 리서치랩을 운영할 예정"이라고 말했다.
이태경 삼성SDI 상무는 자사의 배터리관리시스템(BMS)에 대해 "전고체체 배터리에 대한 연구개발을 하고 있지만 아무리 좋은 제품을 만들어 내도 관리가 안된다면 소용이 없다"며 "배터리 시스템에 대한 지능화, 고도화를 통해 동일한 배터리에서 좋은 퍼포먼스를 내는 것에 집중하고 있다"고 말했다.
삼성SDI는 BMS에 있어 다른 업체와의 초격차는 '고도화된 모델' 구축이라고 밝혔다. 경쟁업체인 LG에너지솔루션과 SK온이 구축한 BMS는 배터리의 충전 잔량 등을 점검하는 데 그쳤다면 삼성SDI의 기술은 앞으로 어떤 현상이 벌어질까를 예측할 수 있다는 얘기다. 이태경 상무는 이를 가능케 하는 건 AI(인공지능)과 딥러닝 기술이라고 소개했다.
이태경 상무는 "배터리를 측정해서 알 수 있는 정보는 한정적이다. 전압과 전류 그리고 온도. 이 세 가지 뿐"이라며 "배터리 내부에 양극과 음극이 어떻게 열화가 될 건지를 딥러닝과 AI를 이용해 예측하는 건 마치 열 수를 내바보는 것과 같다"고 말했다.
현재 LG에너지솔루션과 SK온은 전기차 충전 애플리케이션 '이브이 인프라'(EV Infra) 고객들을 대상으로 배터리 상태를 진단하는 서비스를 제공 중이다. 현재 삼성SDI는 BMS를 활용한 사업을 진행하고 있지는 않다.
이 상무는 "보안이슈도 중요한 부분이기 때문에 상용화 시점은 신중하게 고려 중"이라고 했다.
KPI뉴스 / 김혜란 기자 khr@kpinews.kr ㅇ
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