전기차 전고체 배터리란?

전기차 전고체 배터리란?


  전기차 제조 원가의 약 40%는 배터리가 차지한다. 하지만 전기차 배터리는 아직 디젤이나 휘발유차보다 성능이 다소 떨어진다. 가장 문제점은 충전하는데 오래 걸리고, 주행거리도 짧은 것이 단점이다. 하지만 앞으로는 커피 한잔 마시는 시간에 충전되고 500km이상 달릴 수 있는 배터리가 등장할 것이라고 입을 모은다. 


전기차 배터리의 원리

  전기차 배터리는 양극과 음극사이를 리튬이온이 이동하며 충전하고 방전하는 원리이다. 이때 리튬이온이 이동할 수 있는 길이 필요하다. 이것이 전해질인데 배터리 성능을 좌우하는 물질이다. 현재 전기차에 사용되는 전해질은 액체로 되어 있다. 가격이 저렴한 장점이 있으나 충전 시간이 2~3시간으로 길고, 용량이 적어 주행거리도 300km 정도밖에 되지 않는다.

  더 큰 문제점도 있다. 전해질은 발화점이 낮은 액체이기 때문에 열이나 충격에 폭발하여 화재가 발생할 수 있다. 지난 번 전기차 화재가 몇 대 발생했는데 그 원인이 배터리인 것으로 나타났다.


전고체 배터리로 대체해야...

  충전 시간이 길고 주행거리도 짧으며 폭발 위험이 있는 것을 보완한 것이 전고체 배터리이다. 액체의 전해질을 고체로 바꾼 것이다. 고체이기 때문에 발화점이 높아 폭발위험성이 낮다. 충전시간도 짧고 주행거리도 길며 부피도 줄일 수 있다. 현재까지 개발된 전기차 배터리 중 가장 진보된 형태의 배터리가 전고체 배터리이다.


전고체 배터리 현재는 일본이 선두

  한국, 중국, 일본, 미국, 독일 등 자동차 선진국들은 전고체 배터리 개발에 연구를 쏟고 있다. 그런데 현재는 일본이 가장 선두라고 볼 수 있다. 토요타 자동차는 배터리를 10분만에 충전하고 500km를 달릴 수 있는 전고체 배터리를 선보였다. 도요타 자동차가 전고체 배터리 관련 특허를 1,000개가 넘는다고 하니 후발 주자들은 특허에 제약을 받아 어려움을 겪고 있다.

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  미국도 퀸텀스케이프가 개발한 전고체 배터리는 15분안에 80% 충전이 가능하고 483km를 주행할 수 있다고 한다. 수명도 12년이나 된다고 한다. 

  도요타는 1~2년안에 전고체 배터리 전기차를, 폴크스바겐은 퀀텀스케이프 전고체 배터리를 장착한 전기차를 2025년쯤 양산한다는 목표다.


우리나라 전고체 배터리는?

  삼성SDI는 1회 충전으로 800km를 주행할 수 있는 전고체 배터리를 공개하였고, 2027년쯤 양산을 목표로 한다. LG에너지솔루션은 2030년 이전에는 전고체 배터리를 상용하 하겠다고 밝혔다. 한번 충전으로 오래 달릴 수 있고, 안전하고 오래쓰는 전고체 배터리를 우리나라 기술진이 빨리 만들어 주었으면 좋겠다.


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