[Tech 스토리] 현대차 정의선 수석부회장이 주목한 '전고체 배터리'

기사입력 : 2020년07월26일 06:54

최종수정 : 2020년07월26일 09:18

외부 충격에 의한 배터리 손상 및 화재 위험 크게 낮춰
전기차 주행거리 획기적 증가…도심형 항공기에도 유용
아직은 걸음마 수준...삼성SDI "2027년 이후 상용화"

[편집자주] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 김선엽 기자 = 이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대차 수석부회장이 올해 5월과 7월 두 차례 만났습니다. 첫 만남은 삼성SDI 천안사업장, 두 번째는 현대차그룹 남양연구소에서 회동했습니다.

두 번의 회동에서 빠지지 않은 메뉴가 '전고체 배터리'입니다. 재계 1~2위 총수는 왜 전고체 배터리에 지대한 관심을 가진 것일까요. 전고체 배터리 개발을 준비 중인 삼성SDI의 도움을 받아 전고체 배터리에 대해 알아보겠습니다.

◆ 전고체 배터리란 무엇인가?

전고체 배터리를 알아보기 전에 리튬이온배터리의 4대 구성 요소에 대해 먼저 알아보겠습니다. 리튬이온배터리의 4대 구성요소는 양극, 음극, 분리막, 전해질입니다. 양극과 음극 사이를 리튬이온이 이동하면서 전기를 발생시키는 것이죠.

현재 우리가 스마트폰이나 전동공구, 전기자전거, 전기자동차 등의 어플리케이션에 사용하는 리튬이온배터리의 경우는 액체 전해질을 사용하고 있습니다.

이에 반해 전고체 배터리는 바로 이 배터리의 4대소재 중 전해질이 액체에서 고체로 바뀐 배터리입니다.

구조적으로 살펴보면 리튬이온배터리의 경우는 양극과 음극 사이에 접촉을 방지하는 분리막이 위치하고 액체 전해질이 양극, 음극, 분리막과 함께 있지만, 전고체 배터리의 경우는 분리막 대신 고체 전해질이 분리막의 역할까지 대신하고 있습니다.

리튬이온배터리를 사용함에 있어 사용자들이 가장 우려하는 부분은 바로 안전성입니다. 액체 전해질을 사용하다 보니 온도 변화로 인한 배터리의 팽창이나 외부 충격에 의한 누액 등 배터리 손상 시 화재나 폭발 등의 위험성이 존재합니다.

이에 반해 전해질이 고체인 전고체 배터리는 구조적으로 단단해 안정적이며, 전해질이 훼손되더라도 형태를 유지할 수 있기 때문에 더욱 안전성을 높일 수 있습니다.

◆ 전기차 주행거리 획기적으로 늘려…현대차 UAM에도 유용

그렇다면 왜 많은 배터리 업체들이 차세대 배터리인 전고체 배터리 개발에 역량을 집중하고 있을까요?

그것은 바로 전기차용 배터리 용량을 높여야 하기 때문입니다.

앞으로 전기차가 내연기관차를 대체해 자동차업계의 주류로 성장할 것이라는 사실은 많은 시장조사기관에서 예측하고 있습니다. 전기차가 확실한 대세가 되기 위해서는 핵심부품인 전기차용 배터리 용량을 증가시키는 것이 무엇보다 중요합니다.

전기차용 배터리 용량이 늘어나야 하는 첫번째 이유는 바로 주행거리입니다. 현재 운행 중인 전기차의 주행거리는 내연기관차의 600~700km를 따라가지 못하고 있습니다.

배터리의 용량을 늘리는 방법은 두가지가 있는데 첫번째는 배터리의 개수를 늘리는 것입니다. 하지만 이 경우는 배터리 가격 상승과 공간 효율성을 저해시키기 때문에 실현하기 어렵습니다.

전고체 배터리는 리튬이온배터리에 비해 에너지 밀도가 높은데요, 그 이유는 바로 폭발이나 화재의 위험성이 사라졌기 때문에 안전성과 관련된 부품들을 줄이고 그 자리에 배터리의 용량을 늘릴 수 있는 활물질을 채웠기 때문에 에너지 밀도가 높아진 것입니다. 그만큼 공간 활용도가 높다고 볼 수 있지요.

전기차의 주행거리를 비약적으로 늘리기 위해서는 전고체 배터리가 안성맞춤이라고 전문가들은 지적합니다. 글로벌 전기차 시장을 선도하기를 꿈꾸는 정의선 수석부회장으로선 전고체 배터리에 끌릴 수밖에 없겠죠.

[서울=뉴스핌] 김기락 기자 = 정의선 현대차그룹 수석 부회장이 1월 CES에서 도심 항공 모빌리티에 대해 설명하고 있다 [사진=김기락 기자] 2020.06.29 peoplekim@newspim.com

전고체 배터리가 유용하게 쓰일 또 다른 분야는 도심형 항공기(Urban Air Mobility)입니다.

현대차그룹은 1월 미국 CES에서 5인승 개인용 비행체 'S-A1'를 공개한 바 있습니다. 활주로 없이도 비행이 가능한 전기 추진 수직이착륙(eVTOL) 기능을 탑재, 최대 약 100km 거리를 비행할 수 있고 최고 속도는 시속 290km입니다.

배터리 업계에선 전기차 배터리로 주로 사용되는 리튬이온전지 대비 에너지 밀도를 높이면서도, 무게를 낮출 수 있는 전고체 배터리를 도심형 항공기의 차세대 에너지원으로 꼽고 있습니다.

현대차 그룹은 2030년까지 도심형 항공기를 상용화 한다는 계획을 갖고 있습니다. 삼성이 적시에 전고체 배터리를 공급할 수 있다면 현대차의 도심형 항공기 사업에 더욱 속도가 나겠죠.

◆ 아직은 걸음마 수준...삼성SDI "2027년 이후 상용화"

전고체 배터리 개발에 많은 자동차 제조사와 배터리∙소재 업체들이 뛰어들었지만 아직 걸음마 단계입니다.

일본 토요타가 2008년 전고체 배터리 연구를 시작했고 2022년까지 전고체 배터리를 상용화하겠다고 밝혔습니다. 독일 폭스바겐 역시 미국의 퀀텀스케이프와 BMW는 솔리드파워와 각각 협력해 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 2025~2026년경 출시할 계획을 밝히기도 했습니다.

하지만 업계에서는 아직 리튬이온배터리를 대체할 만한 수준의 개발이 이뤄지지 않았고, 현재로서는 에너지밀도가 낮고 수명, 가격은 비싸기 때문에 전고체 배터리 양산은 2025년 이후에나 가능할 것으로 전망하고 있습니다.

[서울=뉴스핌] 김선엽 기자 = 2020.07.23 sunup@newspim.com

대표적인 글로벌 배터리 기업인 삼성SDI도 전고체 배터리 개발에 집중하고 있지만 현재는 요소기술 개발단계로 상용화는 2027년 이후로 예상하고 있습니다.

한편 지난 3월 삼성전자 종합기술원은 1회 충전으로 주행거리 800km, 1000회 이상 충방전이 가능한 전고체 배터리 연구결과를 공개하기도 했습니다. 전고체 배터리의 수명과 안전성을 높이면서도 크기는 반으로 줄일 수 있는 원천 기술을 담고 있는 이 연구내용은 세계적인 학술지 '네이처 에너지(Nature Energy)'에 게재되기도 했습니다.

삼성SDI는 "전기차가 더 멀리, 안전하게 주행하기 위해서는 전고체 배터리 개발은 꼭 필요하다고 볼 수 있다"며 "아직은 초기 단계로 상용화까지는 많은 시간과 난관이 있을 수 있지만 삼성SDI는 '초격차' 기술 개발을 위해 최선을 다하겠다"고 밝혔습니다.

sunup@newspim.com

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김현태, 계엄 가담 1심 징역 12년 [서울=뉴스핌] 김영은 기자= 12·3 비상계엄 당시 국회 봉쇄를 주도한 혐의로 재판에 넘겨진 김현태 전 육군특수전사령부 707특수임무단장이 1심에서 징역 12년을 선고받았다. 서울중앙지법 형사합의37-2부(재판장 오창섭)는 27일 내란중요임무종사 등 혐의로 기소된 김 전 단장에게 징역 12년을 선고했다. 불구속 상태로 재판을 받아온 김 전 단장은 이날 실형 선고를 받으면서 법정 구속됐다. [서울=뉴스핌] 사진공동취재단 = 12·3 비상계엄 직후 병력을 이끌고 국회로 출동한 혐의로 재판에 넘겨진 김현태 전 707특임단장이 27일 오후 서울중앙지방법원에서 열린 1심 선고 공판에 출석하며 입장을 밝히고 있다. 2026.08.27 photo@newspim.com 재판부는 "피고인은 대테러작전 등을 담당하는 최정예 특수부대 707지휘관으로서 병력을 헬기에 탑승시켜 국회에 진입시킨 뒤 현장에서 봉쇄를 직접 지휘했다"며 "특히 국회의사당 유리창을 부수고 병력을 침투시켜 본회의장 진입을 시도하고 전원 스위치를 내리는 등 계엄 해제 의결을 저지하려 했다"고 밝혔다. 이어 "그럼에도 피고인은 수사기관과 법정에 이르기까지 '계엄이 정당했고 자신은 정당한 상관 명령에 따랐을 뿐'이라며 반성하지 않는 태도를 보였고, 유튜브 채널을 통해 사실을 왜곡하고 관련자를 비난하는 등 법치주의와 사법시스템을 조롱하는 태도를 보였다"고 양형 이유를 설명했다. 함께 기소된 이상현 전 특전사 제1공수특전여단장에게는 징역 10년, 김봉규 전 정보사 중앙신문단장·정성욱 전 정보사 100여단 2사업단장에게는 각 징역 7년, 김대우 전 방첩사 수사단장에게는 징역 5년이 선고됐다. 재판부는 실형이 선고된 김현태 전 단장, 이상현 전 단장, 김대우 전 단장에 대해선 도주 및 증거인멸 염려가 있다고 보고 법정 구속했다. 다만 박헌수 전 국방부 조사본부장과 고동희 전 정보사 계획처장은 각 무죄를 선고받았다. 재판부는 이들에게 폭동에 가담할 의사나 국헌문란 목적이 있었다고 보기 어렵다고 봤다. 재판부는 이날 피고인들에 대한 양형 이유를 밝히며 "국가 안전보장과 국토 방위의 신성한 의무를 저버리고 국가와 국민을 위해 사용해야 할 군사력을 개인과 특정 세력의 이익을 위해 사용했다"고 판시했다. 그러면서 "이 법원은 자유민주주의 국가에서 용납할 수 없는 내란 범행의 엄중한 책임을 피고인들에게 물을 책무를 국가와 사회로부터 요구받았다"며 "사건의 중대성에 상응하는 처벌을 통해 향후 다시는 내란을 도모하거나 가담하지 못하도록 경종을 울려야 한다"고 강조했다. 김현태 전 단장과 이상현 전 단장은 계엄 선포 후 병력을 이끌고 국회로 출동해 내부 봉쇄 등 임무를 지시한 혐의를 받는다. 김대우 전 단장은 방첩사 인력 위주로 체포조를 구성해 이재명 당시 더불어민주당 대표 등 정치권 주요 인사 14명을 체포하려는 데 가담한 혐의를 받고 있다. 고동희 전 처장은 정보사 요원들을 데리고 중앙선관위 청사에 진입해 직원들의 휴대폰을 빼앗은 혐의를 받는다. 김봉규·정성욱 전 단장에게는 이른바 '롯데리아 회동' 모임 등을 거쳐 선관위 직원 체포·구금 임무를 수행할 정보사 요원들을 편성하고 임무를 부여한 혐의가 적용됐다. 박헌수 전 본부장은 방첩사에 보낼 조사본부 수사관 100명을 편성하고 정치인 수용 시설을 파악하도록 지시하는 등 체포조 지원과 구금시설 준비에 관여한 혐의를 받는다. 이들은 군사법원에서 재판을 받다 파면되거나 전역한 뒤 민간인 신분이 되자 내란 특검팀(조은석 특별검사) 요청에 따라 지난 1월 사건이 서울중앙지법으로 이송되면서 재판을 받게 됐다. 박헌수 전 본부장 사건은 별도로 공판이 진행되다가 지난 5월 나머지 피고인 6명의 사건과 병합됐다. 특검팀은 지난달 결심공판에서 김 전 단장에게 징역 18년을 선고해달라고 재판부에 요청한 바 있다. 또 이상현 전 단장에게 징역 15년을, 김대우 전 단장·김봉규 전 단장·정성욱 전 단장에게 징역 12년을, 고동희 전 처장과 박헌수 전 본부장에게 징역 10년을 각각 구형했다. 당시 특검팀은 피고인들에 대해 "병력을 사적으로 동원해 핵심 헌법기관의 권능 행사를 불가능하게 만들어 국가 질서를 파괴하려 했다"고 지적했다. 특검팀은 이날 법정에서 나와 "(선고 결과가) 다소 아쉽기는 하다"면서도 "판결문을 검토해보고 항소 여부를 결정하겠다"는 입장을 밝혔다. [서울=뉴스핌] 김영은 기자 = 내란특검팀은 27일 법정 밖으로 나와 판결문을 본 후 항소 여부를 검토하겠다는 입장을 밝혔다. 2026.08.27 yek105@newspim.com yek105@newspim.com 2026-08-27 16:24