[시사바로타임즈=장혜린기자]

    [그림 보쉬(Bosch)의 전지 기술 전망]
 

중국정부는 내년부터 전기차판매제도를 실시하고 전기차 비중을 매년 높여갈 계획이다. 중국에서 전기차생산이 늘어나면 비례적으로 2차전지에 대한 수요가 늘어날 전망이다. 전기자동차업계에서는 현재 리튬이온전지 기반으로 500km이상의 주행거리는 가능할 것으로 예측하고 있다.전기차 보급이 확대될수록 관련기업의 새로운 전지 개발 필요성은 커질 것이다. 2차전지 산업의 진화과정을 알아봤다.

시장조사기관 럭스 리서치(LUX Research)는 2023년~2025년 사이에 럭셔리 자동차 기업 중심으로 하이앤드 모델부터 차세대 전지를 채용할 것으로 전망하고 있다. 전기자 보급이 확대될수록 차량 시스템의 성능 및 안전성 개선을 위해 자동차 기업의 새로운 전지 개발 필요성은 커진다. 전지셀의 발전으로 전기차주행거리가 늘고 있다. 넘어야 할 산도 있다. 전기차의 핵심부품으로 자리잡은 리튬이온전지의 성능 향상에 한계가 보인다. 리튬이온전지는 시장에 등장한지 20여년이 지났다. 변화의 조짐이 나타나고 있다. 차세대 전지는 아직 가시화되지 않은 상황이다.

2차전지 산업은 새로운 니즈의 발생과 기존 기술의 한계 노출이라는 과정을 반복적으로 겪으면서 진화해 왔다. 1948년에 발명된 니켈카드뮴전지는 전자기기에 이동성을 부여했다. 40여년간 니켈카드뮴전지는 2차전지 시장의 주력 솔루션으로 수요 시장의 새로운 영역을 창조하는 데 주도적인 역할을 수행했다. 하지만, 니켈카드뮴전지는 완전히 방전시키지 않고 충전을 하면 전지 성능이 저하되는 단점과 인체에 유해한 카드뮴을 사용한다는 문제를 지니고 있었다.

1990년 니켈수소전지가 등장했다. 일본의 도시바와 파나소닉은 니켈카드뮴의 단점을 보완한 니켈수소전지를 개발하는 데 성공했다. 휴대전화,노트북등 새로 등장한 전자기기에 사용됐지만 에너지밀도의 향상이 걸림돌이 됐다.

1991년 소니는 기존 전지보다 수명이 길고, 더 오래 사용할 수 있는 리튬이온전지를 개발했다. 2차전지의 세대교체다. 2000년대 중후반에는 전 기종에서 리튬이온전지로의 대체가 이뤄졌다. 휴대용전자기기와 전기차의 핵심부품으로 리튬이온전지가 자리잡았다.

하지만 액체 또는 겔타입 전해질을 쓰는 리튬이온전지는 발화 및 폭발의 위험성, 낮은 내충격성 등 안정성에 대한 태생적인 한계를 가지고 있다. 중국을 중심으로 전지 기업(비야디,리센,ATL등등)간 경쟁이 격화되고 있다. 차세대 전지에 대한 개발 필요성이 커졌다.

안전성 확보를 위해 다양한 기업들이 전고체전지,리튬-황 전지, 나트륨/마그네슘 이온전지,리튬-공기 전지 등 차세대 2차전지 후보기술들을 개발하고 있다. 최근에는 전고체전지가 차세대 전지의 유력 후보로 압축되고 있는 모습이다. 전고체전지는 발화,폭발의 위험성이 낮고 고온이나 고전압의 사용환경에서도 전지의 성능 저하를 막을 수 있는 장점이 있다.

시장에서는 전지 산업 시장 지위를 강화(CATL,소니등), 자사제품경쟁력 강화(도요타등) 또는 전고체 전지를 기반으로 초소형전자기기, 산업용 로봇 등 특정 어플리케이션 중심의 시장을 목표로 사업을 확장하려는 기업(다이슨,보쉬,무라타등)이 새판을 짜고 있다.

장헤린기자 hljang@sisabarotimes.com