역시 삼성이네...배터리 독주 중인 삼성 상황
삼성SDI, '꿈의 배터리' 전고체 기술 독주
독보적 기술로 '2027년 세계 최초 양산' 선언
차세대 배터리 표준 선점할까?
이미지 : 삼성SDI
전기차 시장의 성장세가 주춤하는 ‘캐즘(Chasm)’ 현상 속에서, 시장의 판도를 단숨에 뒤집을 ‘게임 체인저’ 기술에 전 세계의 이목이 쏠리고 있다. 그 중심에는 바로 ‘꿈의 배터리’라 불리는 ‘전고체 배터리(All-Solid-State Battery)’가 있다. 화재 위험은 없애고 주행거리는 획기적으로 늘릴 이 차세대 배터리의 상용화 경쟁에서, 삼성SDI가 독보적인 기술력과 과감한 속도전으로 경쟁사들을 압도하며 독주 체제를 굳히고 있다는 평가가 나온다.
경쟁사인 중국의 CATL, 일본의 파나소닉 등이 기술적 난관에 부딪혀 개발 속도를 늦추거나 양산 목표를 2030년 이후로 미루는 사이, 삼성SDI는 ‘2027년 세계 최초 양산’이라는 목표를 향해 거침없이 질주하고 있다. ‘초격차’ 기술로 미래 배터리 시장을 선점하려는 삼성의 담대한 야심이 현실화되고 있다.
화재 위험 ‘제로’, 주행거리 ‘1.5배’…꿈의 배터리
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전고체 배터리가 ‘꿈의 배터리’라 불리는 이유는 명확하다. 현재 주류인 리튬이온 배터리의 가장 큰 약점인 ‘안전성’과 ‘주행거리’ 문제를 동시에 해결할 수 있기 때문이다.
리튬이온 배터리는 내부에 불이 붙기 쉬운 액체 전해질을 사용해, 충돌이나 과충전 시 화재 및 열폭주 현상의 위험이 상존한다. 하지만 전고체 배터리는 이 액체 전해질을 불연성 고체로 대체하여 구조적으로 화재나 폭발의 위험이 원천적으로 차단된다.
안전성 확보는 곧 에너지 밀도의 향상으로 이어진다. 배터리 팩에서 화재 방지를 위한 각종 부품과 분리막을 제거할 수 있어, 그 공간만큼 에너지 밀도를 높이는 활물질을 더 채워 넣을 수 있다. 삼성SDI가 개발 중인 전고체 배터리는 에너지 밀도가 900Wh/L에 달하며, 이는 현재의 리튬이온 배터리보다 약 40% 이상 높은 수준이다. 동일한 크기의 배터리를 탑재하더라도 전기차의 주행거리가 1.5배 가까이 늘어날 수 있다는 의미다.
‘무음극’과 ‘은-탄소’…경쟁사가 넘볼 수 없는 ‘초격차 기술’
이미지 : 삼성SDI
삼성SDI가 이처럼 자신감 있게 독주할 수 있는 배경에는 경쟁사가 쉽게 따라올 수 없는 두 가지 독자적인 핵심 기술이 있다.
첫 번째는 음극재의 부피를 획기적으로 줄인 ‘무음극(Anode-less)’ 기술이다. 배터리가 충전될 때 양극에서 나온 리튬 이온이 음극 표면에 ‘리튬 메탈층’을 형성하며 스스로 음극이 되게 하는 기술로, 기존의 흑연 음극재가 차지하던 공간만큼 양극재를 더 채워 넣어 에너지 밀도를 극한으로 끌어올릴 수 있다.
두 번째는 이
무음극
기술의 안정성과 수명을 높이는
‘은-탄소(Ag-C) 나노 복합소재’ 기술
이다. 충·방전이 반복될 때 음극 표면에 생기는 ‘덴드라이트(Dendrite)’라는 결정체는 배터리의 수명을 단축하고 분리막을 훼손해 화재의 원인이 되는데, 삼성SDI는 세계 최초로 얇은 은-탄소 복합소재층을 적용하여 덴드라이트 형성을 억제하고 배터리의 안정성과 수명을 모두 잡는 데 성공했다.
이러한 기술적 자신감을 바탕으로, 삼성SDI는 이미 경기도 수원 연구소에 업계 최초의 전고체 배터리 파일럿 라인인 ‘S라인’을 구축하고 시제품을 생산하고 있다. 이곳에서 생산된 샘플은 이미 5곳 이상의 글로벌 완성차 업체에 공급되어 혹독한 성능 검증을 거치고 있으며, 양산을 위한 최종 담금질에 들어간 상태다.
‘세계 최초’ 타이틀로 시장 표준을 선점한다
이미지 : 삼성SDI
대부분의 경쟁사들이 전고체 배터리 양산 목표를 2030년 전후로 설정하고 있는 것과 달리, 삼성SDI가 ‘2027년 양산’이라는 공격적인 목표를 고수하는 데에는 명확한 전략적 의도가 있다. 바로 ‘세계 최초’라는 상징성과 함께 차세대 배터리의 기술 표준을 선점하여, 시장의 ‘룰’ 자체를 자신들에게 유리하게 만들겠다는 것이다.
한번 충전으로 서울과 부산을 왕복할 수 있는 전기차, 화재 걱정 없는 전기차 시대가 삼성SDI의 손에서 열릴 날이 머지않았다. ‘역시 삼성’이라는 감탄사가 절로 나오는 독보적인 기술 독주가 대한민국 배터리 산업의 밝은 미래를 약속하고 있다.
