[인터배터리] "전고체 전지, 이제 확고한 방향으로 자리잡아"

"안전성·신뢰성↑ 에너지손실↓"…칸노 료지 日도교공업대 교수, 기조 발표
'더 배터리 콘퍼런스' 개최

전고체 배터리 분야의 권위자인 칸노 료지 일본 도쿄공업대학 교수는 6일 "전고체 전지가 이제는 확고한 방향으로 자리 잡았다"고 밝혔다.

칸노 교수는 이날 서울 강남구 코엑스에서 국내 최대 배터리 전시회 '인터배터리 2024'와 동시에 열린 '더 배터리 콘퍼런스 2024'에서 '고체 전해질의 개발 역사와 전고체 배터리의 전망'을 주제로 한 기조 발표에서 이같이 말했다.

그는 "배터리는 니켈에서 시작해서 수산화니켈로 발전했고, 여기서 이온 배터리가 나오고 계속해서 에너지 밀도를 높이기 위해 다양한 방향으로 발전하는데 그중 하나가 전고체 배터리"라고 설명했다.

전고체 배터리는 화재나 폭발에 취약한 액체 전해질 대신 불에 타지 않는 고체 전해질을 사용해 리튬이온 전지를 대체할 '꿈의 배터리'로도 불린다.

이에 배터리 업계는 전고체 배터리 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

기존 리튬이온 배터리 대비 전고체 배터리의 장점에 대해 칸노 교수는 "리튬이온 전지와 절대적인 비교는 굉장히 어렵다"며 "리튬이온 전지는 30년 이상의 역사가 있고 견고하게 마련된 시스템을 갖췄다"고 했다.

다만 "고체화하면 여러 장점이 있는데, 안전성과 신뢰성을 높일 수 있으며 사용 가능한 온도의 폭을 넓힐 수 있을 것"이라며 "고체 전해질에서 오롯이 이온만 움직이는 내재적 장점도 있다"고 강조했다.

또 그는 "액체 전해질을 고체 전해질로 전환하게 되면 에너지 손실을 줄이면서 고전류를 달성할 수 있을 것"이라며 "이런 장점을 활용하면 전고체 전지가 훌륭한 시스템이 될 것으로 기대한다"고 덧붙였다.

칸노 교수는 "아직은 해결해야 할 이슈가 남아있지만, 이런 난제들이 있어도 전고체 전지의 미래를 낙관적으로 생각하고 있으며, 전고체 전지 관련 새로운 전지 과학이 발전하기를 기대한다"고 말했다.

두 번째 기조 발표자인 김희탁 한국과학기술원(KAIST) 교수는 '리튬금속 전지 구현을 위한 통찰과 해결'을 주제로 실현 불가능하다고 여겨진 액체 전해액 기반 리튬 전지를 구현하는 기술력을 소개했다.

리튬을 음극재로 사용하는 리튬금속 이차전지는 상용 리튬이온 전지보다 높은 부피당 에너지밀도(1천Wh/L)를 갖고 있어 차세대 이차전지로 주목받는다.

김 교수는 "10년 전부터 배터리 항속 거리를 늘려야 한다는 이슈가 등장하면서 무게당 에너지 밀도를 올릴 방법을 생각하는 과정에서 리튬금속 사용에 대한 이슈가 주목받게 됐다"고 설명했다.

그는 "리튬금속 전지를 설계하는 기본 아이디어는 리튬이온 전지의 기술을 가급적 많이 사용하자는 것"이라며 "예를 들면 리튬이온 전지에 사용하는 양극과 분리막 등을 그대로 사용할 수 있다"고 말했다.

이어 "음극만 흑연에서 리튬금속으로 바꿔주면서 액체 전해질의 설계를 바꿔주기 때문에 현재 리튬이온 전지의 기술을 많이 사용할 수 있다는 장점이 있다"고 덧붙였다.

/연합뉴스