[2030년 상용화(예정)]전고체 배터리

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(주의) 이 글은 관련전문가가 아닌 아마추어가

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전고체 배터리란 무엇일까?

 

전지전능한 전지 이야기 - 고체 전해질 - 배터리인사이드 | BATTERY INSIDE

(출처 : 삼성SDI, 배터리 인사이드)

 

[목표] 2030년 전고체 배터리를 사용화

2030년, 전 세계는 환경문제로 인하여 내연기관 신차등록을 중단하는 정책을 펼치고 있다.

그러나 전기차는 2023년 기준 아직까지는 내연기관 차량보다 부족한 모습을 보여주고 있다.

 

1. 아직까지 짧은 주행거리

2. 아직까지는 오래 걸리는 충전시간

3. 아직까지는 부족한 수의 전기충전 인프라(+관리가 안되고 있는 충전기)

4. (가장큰문제)아직까지는 배터리의 안전성

 

이런 문제점이 있지만, 글에 '아직까지는'을 붙인 것 만큼 많은 전기차 특히 배터리 관련 업체는 

기술 개발에 열을 다하고 있다.

 

그중에서 현재 꿈의 배터리라고 부르는 전고체 배터리를 정리해보고자 한다.

 

전고체 배터리를 주목해야 할 이유

1. 전고체 배터리가 필요한 이유 : 안정성

[(기존)리튬이온 배터리]의 구조는 각 극에 양극재/분리막/음극재를 구조로 되어있다.

여기서 양극재와 분리막 그리고 음극재에는 액체 전해질로 가득 채워져 있다.

 

그런데 이 액체 전해질이 문제다.

 

온도가 올라가 버리면 팽창하고

충격(파손)이 되면 누액이 발생하고

이것이 심화되면 폭발(화재)로 이이지기 까지 하다.

 

전고체 배터리의 핵심은 결국 액체전해질을 고체전해질로 바꾸는 것이 핵심 목표이다.

 

2. 전고체 배터리가 필요한 이유 : 배터리용량 증가

[(기존) 리튬이온 배터리]의 안정성을 높이기 위해 분리막과 같은 안전장치가 함께 들어가 있다.

전고체 배터리를 사용하게 됨에 따라, 안전성이 높아지는 만큼 그 안전장치가 없어져도 되다면??

더 높은 양극재+음극재+활물질을 집어넣어 더 높은 밀도로 만들 수 있을 것이다.

 

전고체 배터리의 종류

전고체 배터리의 핵심 물질은

 

황화물계

산화물계

폴리머계로 나눌 수 있다.

 

LG 에너지설루션을 비롯하여 대부분 배터리 회사가 황화물계 전고체 배터리를 연구개발 진행 중이다.

이유를 밝힌 회사 혹은 어느 쪽이 더 좋다고 밝힌 회사를 23년 3월 기준으로 아직 찾지 못하였으나,

 

전고체배터리의 단점인, 액체전해질을 사용하는 리튬이온 배터리보다

리튬이온 전달 능력이 떨어지는 것이기 때문에 연구진행 중인 것으로 추측된다.

 

상용화가 뭔 이유 [전고체 배터리의 단점]

현재 리튬이온 배터리보다 낮은 성능_부족한 리튬 이온 전달 능력

  기존의 리튬이온 배터리는 음극 ▶ 양극으로 이동하면서 충전된 전기에너지를 사용가능하게 한다.(충전은 반대로)

  그런데 이 전달능력이 떨어진다. 즉 충전된 전기를 에너지로 바꾸는데 효율이 떨어진다는 것.

 

[투자자의 입장]

수박의 겉핥기식으로 정리지만, 공부를 하면서 느낀 점은..... 꿈의 배터리??? 그다지???라는 생각이 들었다..

 

1800년대에 들어서 개발된 전기차가 여러 기술의 개발과 개선으로 개발 당시에 밀렸던 내연기관의 자리를

조금씩 되찾아오는 지금과 같이 리튬이온배터리가 지금은 안정성에 대해서 문제가 많지만,

기술개발을 통해 점차 안정화된다면, 굳이 기술 난도가 높은 전고체 배터리까지 가지 않아도 될 것이다.

 

안전을 생각하면, 완전히 안전한 전고체 배터리로 가는 것이 좋겠지만, 

과연 리튬 이온을 밀어낼 만큼의 기술한계와 격차가 있을 것인가 라는 거다...

LCD와 AM-OLED처럼 말이다.

 

그래서 투자하는 입장에서 생각을 해보자면,

1. 어차피 전고체 배터리도 전기차 배터리 생산 3사(LG엔솔, 삼성 SDI, SK아이테크 같은?)에서 개발 중이니

    이 쪽 주식을 투자한다.

2. 어차피 리튬이온이 필요하기 때문에 리튬 관련 업체(포스코홀딩스 같은?) 투자

3. 현재 황화물계를 중심으로 기술개발이 이루어지고 있으나, 나온 물건이 없는 상황...

    완성품이 없는 상황에서 전고체 배터리 개별 소재를 투자하기에는 위험도가 크다고 판단하고 보류