[미디어펜=나광호 기자]"올해 글로벌 전고체배터리 총 생산량은 2GWh 수준이지만 2030년에는 전기차와 에너지저장시스템(ESS)을 중심으로 135GWh 수준까지 늘어날 것으로 보인다."

김대기 SNE리서치 부사장은 26일 서울 삼성동 코엑스 등에서 온·오프라인으로 열린 차세대 배터리 세미나(NGBS 2021)에서 "2030~2035년까지 전고체배터리와 리튬이온배터리가 공존하고, 이후에는 전고체를 중심으로 시장이 형성될 것"이라며 이같이 전망했다.

이어 "전고체 배터리는 기존 전지에서 액체 전해질을 빼고 고체를 넣은 것으로, 산화물·황화물·폴리머·하이브리드 등 4가지 타입이 있다"면서 "양극재·음극재 등 기존 기술이 한계에 도달하고, 전해액이 전기차 화재에 영향을 주는 것으로 알려지면서 주목 받고 있다"고 설명했다.

김 부사장은 "아직까지는 액상 제품의 퍼포먼스가 좋아 전고체배터리가 상용화 되지 못하고 있다"면서도 "온도변화에 따른 성능 저하 등 액상의 단점을 극복 가능하다는 점에서 냉각장치를 비롯한 설비를 필요로 하지 않는 것이 강점"이라고 부연했다.

그는 "kg당 500Wh 수준의 에너지 효율을 목표로 하고 있지만, 현재는 400Wh을 넘긴 업체도 많지 않다"며 "사이즈를 크게 만들면 성능이 떨어지는 단점이 있고, 재연성도 높지 않아 액상 보다 양산이 쉽지 않은 것이 사실"이라고 지적했다.

그러나 "전기차·ESS 등을 대상으로 시범 사업이 진행되는 중으로, 폴리머나 하이브리드 타입이 적용될 전망"이라며 "토요타가 2025년경 일부 차량에 전고체배터리를 적용하고, 2027년경에는 CATL·LG에너지솔루션 등 메이저 업체들의 소량 생산도 시작될 것"이라고 내다봤다.

김 부사장은 타입별 장·단점을 설명한 데 이어 '어떤 타입이 가장 유망하냐'는 김영태 SK넥실리스 대표의 질문에 "황화물이 유리하다는 전망이 많으나, 하이브리드를 적용하려는 시도도 적지 않다"고 답변했다.

'황화물계 고체전해질 및 이를 이용한 전고체전지 기술'을 주제로 발표를 맡은 정윤석 연세대 교수는 "전고체배터리는 블루오션"이라면서 "현재로서는 무게 문제로 인해 전고체배터리가 리튬이온배터리를 뛰어넘기 힘들지만, 부피 감소·에너지 효율 향상 등을 이뤄내면 상황이 역전될 수 있다"고 설파했다.

정 교수는 "결국 어떤 소재를 사용하냐가 관건으로, 산화물·황화물·폴리머 등 현재 쓰이는 소재들 각자 장점과 단점이 있지만, 리튬이온배터리와 유사한 성능을 내는데 가장 유리한 황화물계가 유망한 것으로 보인다"고 예상했다.

또한 "이온 전도도가 우수하고, 안정성도 높은 할라이드가 주목 받고 있으나, 비싼 원재료가 들어가고 무겁다는 단점이 있다"며 "단일 소재 사용보다는 하이브리드형으로 귀결되지 않을까 싶다"고 덧붙였다.

이와 관련해 업계 관계자는 "아직 리튬이온배터리를 대체할 수준의 개발이 이뤄지지 않았다는 점에서 단기간 내 상용화는 어려울 것"이라면서도 "삼성SDI가 2027년 이후 상용화를 목표로 하고, 폭스바겐·현대차·BMW·GM·포드를 비롯한 완성차 업체들이 양산 및 내재화 계획을 발표할 만큼 향후 전망은 밝다"고 말했다.

한편, 이날 행사에서는 △최창욱 서울대 교수 △김학수 인켐스 대표 △김창환 현대차 상무 △김유신 DTL 대표 △손정수 한국지질자원연구원 책임연구원 △이현기 그리드위즈 본부장 등도 발표를 진행했다.