[시사바로타임즈=장혜린기자]

  < 2차전지 산업의 진화역사, 출처, LG경제연구원>

삼성전자는 지난해 발생한 스마트폰 갤럭시 노트(노트7)의 발화(發火) 원인을 배터리 결함이라고 지난 23일 발표했다. 삼성은 삼성 SDS 배터리의 경우 우측 상단에 눌림 현상이 발생한데다 음극재와 양극제를 분리해 주는 분리막이 지나치게 얇은 것을 발화 원인으로 지목했다.액체 또는 갤타입 전해질을 쓰는 리튬이온전지는 발화 및 폭발의 위험성, 낮은 내충격성 등 안전성에 대한 태생적인 한계를 가지고 있다. 최근 발화, 폭발등의 위험성이 낮은 ‘전고체전지’가 액체 전해질을 대체하는 모습이어서 관심을 끈다. ‘전고체전지’는 양극재와 음극재 사이에 고체 상태의 전해질을 사용하는 차세대 전지다.

리튬이온전지는 1991년 소니(sony)가 처음개발했다. 소니가 과충전,과전압, 과전류 방지를 위한 보호회로를 개발한 이후 현재까지 보호회로 적용을 통해 안전성을 확보하고 있다. 하지만, 단위 전지 셀 자체의 안정성이 해결되지 않는 이상 추가적인 기구물이 들어가야 하는 단점이 있다. 리튬이온전지는 니켈계전지보다 더 가볍고,더 작고, 더 오래 사용가능하지만 사용·기술에 한계가 있다.

최근 액체 또는 갤타입 전해질을 쓰는 리튬이온전지 한계극복을 위해 다양한 기업들이 전고체전지, 리튬-황-전지,나트륨/마그네슘 이온 전지, 리튬-공기 전지등 차세대 2차전지 후보 기술 개발에 박차를 가하고 있다. LG경제연구원이 이달 16일 펴낸 연구보고서 ‘개발 경쟁 가속되는 차세대 2차전지’에 따르면 특히 ‘전고체전지’는 차세대 전지의 유력 후보로 압축되는 모습이다.

‘전고체전지’가 차세대전지 유력후보로 부상하며 ‘전고체전지’의 글로벌 개발경쟁도 격화되고 있다. 다이슨,도요타 등은 자사 제품의 경쟁력을 강화하기 위해 ‘전고체전지’를 개발하고있으며, 지난해 소니의 전지 사업을 인수한 무라타(수동전자부품 선도기업)는 소니의 옛시장 지위의 부활과 무라타의 사업 확장을 위해 내년 저출력과 높은 안전성이 요구되는 모바일 영역에 먼저 전고체전지를 출시할 예정이며, 전고체전지에 대한 신뢰성이 확보된 후 전기차용 전자시장까지 확장할 계획이다.

보고서에 따르면 ‘전고체전지’의 특허 출원 건수는 리튬-공기 전지보다 3배 가까이 많다. 자동차 기업으로 차세대 전지 개발에 적극적인 도요타의 경우 차세대 전지 출원 중 70% 정도가 전고체전지에 집중되어있다. 일본 NEDO에서 분석한 2002~2011년 동안 차세대 전지 관련 출원 건수를 살펴보면, 전고체전지(3,309건), 리튬-공기 전지(1,251건), 리튬-황전지,나트륨/마그네슘 이온 전지 순으로 높게 나타났다. 국가별로는 일본이 60%를 차지한다.

차세대 전지개발 열기도 뜨겁다. 현재 리튬이온 전지 시장에서 한국,중국 등이 우위를 점하고 있지만, 2차전지 시장을 되찾을려는 일본의 전고체전지 개발열기가 뜨겁다. 모바일용 제품에 사용되는 소형전지 시장에서 국내기업들은 많은 중국기업들과 치열한 경쟁 속에서 고전하고 있는 추세다. 국내 전지기업이 어떻게 경쟁우위 지속성을 유지할지 관심을 끈다.

장 혜린 기자 hljang@sisabarotimes.com