전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 재계·경영

[Tech 스토리] 배터리계 빠르고 안전한 운전사, 전해질

기사입력 : 2023년05월07일 07:00

최종수정 : 2023년05월07일 07:00

고체 전해질 연구 활발...2030년 이후 상용화 전망
정부·기업 전고체 배터리에 20조원 투자해

[서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 전해질은 리튬이온이 양극과 음극으로 자유로이 이동할 수 있도록 하는 물질로 일종의 통로 역할을 합니다. 전해질은 리튬이온을 빠르고 안정적으로 이동시키고 양극과 음극의 표면을 안정화해 배터리의 수명도 늘리는 기능을 합니다.

◆ 전해질, 배터리 충방전 통로...액체 상태 대중화

리튬이온배터리에서 전해질의 성분 구성과 역할. [사진=삼성SDI]

현재 대부분의 리튬이온배터리는 액체 상태의 전해질(전해액)을 사용하고 있습니다. 액체 전해질은 다양한 화학 물질로 이뤄진 유기물입니다.

전해질의 핵심은 '이온전도성' 입니다. 리튬이온을 잘 이동할 수 있도록 이온 전도도가 높은 물질을 주로 사용합니다.

전해질은 리튬염(Lithium Salt), 유기용매(organic solvent), 첨가제(additive)로 구성돼 있습니다. 커피(리튬염)를 녹인 물(유기용매)에 설탕(첨가제)을 넣은 상태를 예시로 들수 있겠습니다. 염은 리튬이온이 지나갈 수 있는 이동 통로이고, 용매는 염을 용해하기 위해 사용하는 유기 액체입니다.

첨가제는 특정 목적을 위해 소량 첨가됩니다. 양극이나 음극 표면에 보호막을 형성하거나 리튬이 양극과 음극 사이를 원할하게 이동할 수 있도록 돕는 역할 등을 합니다. 또한 발열을 줄이거나 용량을 유지하며 내부에서의 가스 발생을 감소시키기도 합니다.

전해액은 리튬이온들만 전극으로 이동시키고, 젙자는 통과하지 못하도록 하는데, 전해액의 종류에 따라 리튬 이온의 속도가 달라집니다.

◆ 정부·기업 고체 전해질 상용화, 안간힘

리튬이온배터리에서 전해질의 역할. [사진=삼성SDI]

최근 삼성SDI가 전고체 배터리 관련 기술을 발표하며 고체 전해질에 대한 관심이 높아졌습니다. 전고체 배터리는 양극과 음극 사이에 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용한 배터리입니다.

삼성SDI는 지난 3월 '인터배터리 2023'에서 전고체전지 모형을 공개 했습니다. 삼성SDI는 도요타에 이어 전 세계에서 두 번째로 전고체 특허를 많이 보유하고 있는 것으로 알려져 있습니다.

전해질이 왔다 갔다 하면서 화학적인 반응을 일으키거나, 열화 현상이 일어나는 데 이 과정에서 '덴드라이트(Dendrite·수지상결정)'가 형성됩니다. 리튬 덴드라이트는 리튬 전지 내부에서 자라나는 나뭇가지 모양의 결정으로 배터리 고장과 불이 붙게 하는 주요 원인입니다. 이러한 위험성을 차단하기 위해 액체인 전해질을 고체화 한 것인 고체 전해질 입니다.

또 전고체 배터리에는 고체 전해질이 분리막의 역할을 대신하기에 분리막을 사용하지 않게 된다고 합니다.

다만 기술 개발의 장벽이 높고, 대량 양산 및 가격 경쟁력 확보는 쉽지 않을 전망입니다. 정부는 국내 배터리 3사와 함께 2030년까지 전고체 배터리 등 차체대 배터리 개발에 20조원을 투자하겠다는 계획을 내놓았습니다.

전문가들이 보는 전고체 배터리 상용화는 2027년~2030년 이후 입니다. 삼성SDI는 2027년 전고체 배터리 대량양산 시스템을 예고한 상태입니다.

배터리의 4대 소재 중 하나인 전해질 시장은 세계 전기차 시장의 급성장과 발 맞춰 빠르게 커갈 것으로 기대됩니다. SNE리서치에 따르면 2030년 전해액과 양극재, 음극재, 분리막 등 리튬이온 배터리 4대 소재의 시장 규모는 1476억 달러(약 196조원)로 성장할 전망입니다.

aaa22@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
외교부 1차관 인사 충격파 [서울=뉴스핌] 유신모 외교전문기자 = 국장급에서 일약 차관으로 직행한 박윤주 외교부 1차관 임명에 외교부가 술렁이고 있다. 외교부 조직과 인사를 총괄하는 책임자인 1차관에 현재 실장급(1급)보다 후배 기수인 박 차관을 전격 기용한 배경을 놓고 설왕설래 중이다. 이번 인사는 파격을 넘어 충격에 가깝다. 박 차관은 전임 김홍균 1차관보다 외무고시 기수로 11기 아래이며 나이도 9살이나 어리다. 박 차관이 미국 관련 업무를 오래했다고는 하나 본부 주요 국장도 거치지 않았고 공관장도 특명전권대사가 아닌 총영사를 지냈다. 기수나 나이, 경력 모든 면에서 전례가 없는 인사다. [서울=뉴스핌] 이길동 기자 = 박윤주 신임 외교부 1차관이 11일 오전 서울 종로구 외교부에 첫 출근을 하고 있다. 2025.06.11 gdlee@newspim.com 퇴직한 외교관 출신의 한 인사는 "차관이 실장보다 후배였던 경우는 외교부 역사상 한 번도 없었다"면서 "이 정도 인사면 조직에 미치는 영향이 만만치 않을 것"이라고 말했다. 전남 보성 출신인 박 차관은 민주당 정부에서 요직을 거쳤다. 노무현 정부 출범 때 정권인수위원회를 거쳐 이종석 당시 청와대 국가안전보장회의(NSC) 사무차장 밑에서 일했다. '자주파·동맹파 파동'으로 외교부 북미국장에서 물러난 위성락 현 국가안보실장도 당시 NSC에서 함께 일했으며, 위 실장이 주미 대사관 정무공사일 때도 워싱턴 공관에서 함께 근무했다. 문재인 정부 들어 북미국 심의관과 인사기획관을 거쳐 애틀랜타 총영사로 임명됐지만, 1년여 만에 윤석열 정부 출범과 함께 교체됐다. 외교부가 술렁이는 이유는 단순히 의외의 인물이 발탁됐기 때문만은 아니다. 박 차관 임명이 의미하는 것이 무엇인지에 대한 불안감이 있다. 전례없는 파격 인사로 조직에 충격을 가하고 강도 높은 조직 개편과 체질 개선을 추진하기 위한 인사가 아니냐는 관측이 나오고 있다. 외교부는 민주당 정부가 집권했을 때마다 개혁의 대상이었으며, 실제로 외교부를 '손보려는' 시도도 자주 있었다. 노무현 정부때는 중앙인사위원회·행정자치부 출신의 차관을 임명해 조직 개편을 시도했고, 문재인 정부 때는 주미 대사관의 한·미 정상통화 유출사건을 계기로 외교부 내 '친미 라인'을 제거하기 위해 과도한 징계를 가해 물의를 빚은 적도 있다. 외교부의 한 중견 간부는 "이번 차관 인사가 태풍의 전조일지도 모른다는 불안감이 외교부 내에 있는 것이 사실"이라며 "박 차관 임명이 조직에 활력을 불어넣는 신선한 충격으로 작용하기를 바란다"고 말했다. opento@newspim.com 2025-06-11 16:23
사진
[이재명의 사람들]김현지 총무비서관 [서울=뉴스핌] 지혜진 기자 = 이재명 정부가 출범한 지 1주일이 지난 가운데 비서실장을 비롯해 수석비서관급 인선도 추가로 이뤄지고 있다. 현재까지 드러난 이재명 대통령 인선의 핵심은 '실용'이다. 인수위원회 없이 출발해야 하는 정부인 만큼 기존에 손발을 맞춰온 인사들을 적극적으로 등용하는 모습이다. 특히 이 대통령이 경기 성남시장, 경기도지사 때부터 호흡을 맞춰온 성남·경기라인 인물들은 정부 요직에 내정됐다. 대표적인 인물이 총무비서관으로 내정된 김현지 전 보좌관이다. 이 대통령의 최측근 중 한 명으로 꼽히는 김 전 보좌관은 이 대통령이 성남시장이던 때 시민운동을 하면서 인연이 닿았다. 대학 졸업 직후인 1998년 당시 변호사이던 이 대통령이 설립을 주도한 성남시민모임에 합류했으며 이곳에서 집행위원장, 사무국장 등을 거쳤다. 이 대통령이 정치를 결심하게 된 계기가 됐던 성남시립병원 설립 운동도 함께했다. 성남시립병원추진위원회에서 사무국장을 역임한 것. 이후 이 대통령이 성남시장에 당선된 후에도 시민운동에 방점을 찍었다. 그는 2011년 성남 지역에서 활동하는 환경·도시 전문가 등이 주축이 된 민관 협력 기구 '성남의제21'에서 사무국장으로 활동했다. 그러다 이 대통령이 2018년 경기도지사에 당선된 후에야 도청 비서관직을 맡으며 본격적으로 이 대통령을 보좌하기 시작했다. 김 전 보좌관은 '그림자 보좌'로 유명하다. 본인이 전면에 나서지 않는 성향이다. 시민운동가로 활동할 때는 지역 언론 인터뷰에도 응하는 등 적극적인 모습을 보였으나 이 대통령이 국회에 입성한 이후에는 언론 노출을 지양해왔다. 또한 김 전 보좌관은 이 대통령에게 직언을 아끼지 않는 것으로 알려졌다. 당 관계자는 "김 전 보좌관은 리스크 관리를 중요시하는 사람이다. 문제가 될 만한 것들은 사전에 차단하려고 하고 조심성이 강하다"고 했다. 이 대통령의 최측근으로 꼽히던 정진상 전 당대표실 정무조정실장과 김용 전 민주연구원 부원장이 각각 대장동 사건과 불법 정치자금 수수 혐의 등으로 사법리스크에 휘말리면서 당직을 내려놓은 영향도 있다. 김 전 보좌관이 정 전 실장과 김 전 부원장의 자리를 대체했다는 이야기도 있었다. 김 전 보좌관이 맡게 될 대통령실 총무비서관은 대통령실 예산을 총괄하는 직책으로 공무원 직제상 1급에 해당한다. 특히 대통령실 2급 이하 행정관 등 실무진 인사에 관여할 수 있다. 이 대통령은 수석급 인선에는 강훈식 비서실장, 우상호 정무수석, 강유정 대변인 등 비교적 친명(친이재명) 색채가 옅은 통합형 인재를 등용하는 한편 실무라인에는 김 전 보좌관처럼 오랜 기간 손발을 맞춰온 '복심'들을 배치하고 있다. 대통령실 1부속실장에 내정된 김남준 전 당대표 정무부실장, 의전비서관의 권혁기 당대표 정무기획실장, 인사비서관의 김용채 전 보좌관 등이 대표적이다. 원외에서 이 후보를 후방지원한 더민주전국혁신회의 핵심인물들도 이재명 정부에서 주요 역할을 할 것으로 보인다. 윤용조 혁신회의 집행위원장은 대통령 국가안보실 비서관으로 배치될 가능성이 크다. 강위원 혁신회의 상임고문은 전남 경제부지사에 내정된 것으로 확인됐다. 내년 지방선거를 앞두고 새 정부와 더 긴밀히 호흡을 맞출 수 있는 점을 고려한 것으로 보인다. heyjin@newspim.com 2025-06-11 17:10
안다쇼핑
Top으로 이동