정훈기 한국과학기술연구원 연구위원이 ‘배터리 초격차 기술의 현재와 미래’에 대해 설명하고 있다./사진:안윤수 기자

[대한경제=이종호 기자] “원자재 공급망에서 자유로윤 차세대 기술이 필요하다”

정훈기 한국과학기술연구원 책임연구원은 19일 서울 논현동 건설회관에서 열린 제2회 ‘모빌리티배터리포럼’ 주제 발표에서 이같이 강조했다. 정 연구원은 ‘배터리 초격차 기술의 현재와 미래’라는 주제로 첫 번째 주제 발표를 했다.

그는 “우리나라 기업은 수년간의 축적된 노하우로 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리 시장을 선도하고 있지만, 차세대 기술 개발이 이어지지 않으면 시장에서 뒤쳐질 것”이라며 “지금 사용되고 있는 배터리는 니켈의 함량이 90% 이상으로 에너지밀도가 한계에 다다르고 있다”고 설명했다.

정 연구원은 배터리 기업의 수익성을 위해서도 차세대 기술이 필요하다고 언급했다. 그는 “셀 가격은 완성차 업체가 정하는데 이미 정해진 가격이 있어 원자재 가격이 오르면 배터리사의 이익이 줄어드는 구조”라며 “중국 등 글로벌 공급망에 흔들리지 않는 우리 독자적으로 생산할 수 있는 원자재 독립이 중요하다”고 말했다.

실리콘 음극재의 중요성에 대해서도 언급했다. 실리콘 음극재는 배터리 핵심소재 가운데 하나인 음극재에 실리콘(Si)을 사용한 것을 뜻한다. 일반적으로 사용되는 흑연 음극재보다 에너지 밀도가 높아 같은 무게라면 더 많은 에너지를 담을 수 있어 전기차 1회 충전거리 연장이 가능하다.

그는 “음극재에서 실리콘양을 늘리면서 배터리 용량을 늘리고 있지만, 실리콘 팽창과 열화 문제가 여전하다”며 “화재 문제를 해결하더라도 가격이 높아지면 상용화가 어려워서 전기차 실리콘 음극재는 손쉽게 만드는 방법까지 고려되어야 한다”고 말했다.

꿈의 배터리로 불리는 전고체에 대해서는 “초고속 충전을 가능하게 하려면 전고체 배터리 상용화가 필수”라며 “초고속 충전시에 높은 열이 발생하는데 이는 셀에 부담이 된다. 이를 견딜 수 있는 물질은 전해질 밖에 없다”고 설명했다.

이어 “전고체는 불연성의 무기 소재 기반 고체 전해질이기 때문에 화재나 폭발 위험성이 적다”며 “산화물계·황화물계 ·할라이드계 등 다양한 고체 전해질이 거론되고 있지만, 실제 전기차용 사이즈로 구현하려면 상당한 시간이 필요할 것”이라고 덧붙였다.

이종호 기자 2press@

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