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국내외 배터리 업계가 차세대 배터리의 대표 주자인 전고체 배터리 상용화를 향해 기술 개발에 속도를 내고 있다.

전고체 배터리가 주목받는 이유는 다음과 같다.

지금 EV를 비롯하여 폭넓게 이용되고 있는 리튬이온 전지는 전류를 발생시키는 전해질이 액체로, 이러한 전해질 속을 리튬이온이 이동하면서 전류가 발생하는 구조로 되어 있다. 이러한 전해질을 고체로 바꾼 것이 전고체 배터리다.

그저 재료 형태를 바꾸는 것이라고만 생각할 수도 있지만, 그것을 상용화하기는 매우 어려운 과제들을 안고 있다. 그중에서도 특히 전해질로 사용되는 소재를 개발하는 일은 많은 소재 기업과 연구소가 시행착오를 거듭하면서도 좀처럼 실용화에 이르지 못하고 있다. 충/방전을 반복하면서도 변형되지 않고 수명이 길며 수분의 혼입으로 인한 발화의 위험성을 낮추고, 위험한 가스도 발생하지 않게 하는 등 다양한 소재가 연구 개발되고 있다.

전고체 전지의 가장 큰 장점은 압도적인 에너지 밀도다. 적은 용량으로도 충분한 전력을 얻을 수 있고, 크기가 작아서 장소를 차지하지 않는 배터리팩을 겹쳐서 출력을 높일 수 있다. 충/방전 속도도 훨씬 뛰어나다. 즉 작아도 힘이 있고, 작아서 가벼운, 그야말로 자동차에 딱 맞는 특성을 갖추고 있다.

이에, 글로벌 배터리 관련 업체들의 개발 경쟁이 한창이며, 주요국들은 정부 차원의 지원도 아끼지 않고 있다,

토요타와 파나소닉 등 전고체 개발의 선두주자를 보유한 일본은 이미 전고체 전지를 파급력이 가장 큰 기술로 인식하고 산ㆍ학ㆍ연ㆍ관이 힘을 모아 기술 조기 상용화, 2030년 전후 실제 생산에 돌입할 수 있도록 정책적 지원을 강화하고 있다.

중국은 아직 전체적인 국가 계획에 의한 추진이 아직 마련되지 않았지만, 중국 시장의 거대함과 경쟁력을 고려하면, 중국이 전고체 전지 기술 분야에서 리더십을 차지하게 될 가능성도 여전히 크다.

미래 배터리 시장 선점을 두고 각국 경쟁이 치열한 가운데, 우리 정부도 전고체 배터리와 리튬메탈 및 리튬황 배터리 등 3가지의 유망 배터리 개발에 오는 2028년까지 1,172억 원을 투입하기로 했다.

세계 전고체 전지 시장은 2020년 약 6,160만 달러에서 연평균 34.2%의 높은 성장률을 보이며 2027년 약 4억 8,250만 달러의 큰 시장을 형성할 것으로 전망되고 있으며, 이러한 전고체 배터리가 상용화되면, 전기차뿐만 아니라, 웨어러블 디바이스, 드론 및 에너지저장장치 분야까지도 폭발적으로 확대될 것이 분명해 보인다.

이에, 당사는 전고체 배터리 및 고체전해질의 기술개발 동향 및 전망뿐만 아니라 국내외 정책과 선도기업의 사업전략 등을 종합적으로 조사 분석하여 본서를 출간하게 되었다. 모쪼록 본 보고서가 관련 산업 종사자뿐만 아니라 관련 분야에 관심을 갖고 계시는 모든 분들의 업무에 미력하나마 도움이 되길 바란다.