오는 2027~2030년 경 전고체 배터리가 상용화될 것이라는 전망이 나왔다.

전고체 배터리는 액체 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 달리 전해질, 양극, 음극 등 모든 구성 요소에 고체를 사용하는 배터리다. 폭발 위험성이 크게 낮아 꿈의 배터리로도 불린다.

어우양밍가오 중국과학원 원사 겸 칭화대 교수는 최근 열린 신에너지 과학 국제 포럼에서 "배터리 기술 혁신 주기는 약 30년이라고 밝혔다고 중국 경제 전문 매체 제일재경이 15일 전했다.

그는 "리튬이온배터리가 전력에 적용한 것은 2000년 경이며, 2010년부터 2020년까지  전력 배터리 기술 및 산업이 급성장했다"고 설명했다. 그는 이어 전력 배터리 개발 초기부터 안전 문제(폭발)를 해결하기 위해 노력했고, 지금도 그 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다"고 말했다.

어우 교수는 전력 배터리 주기를 감안할 때 오는 2027년에서 2030년 사이 전력 배터리의 전면적인 혁신이 있을 것이라고 내다봤다.

중국 자동차동력배터리산업혁신연맹이 공개한 올 3분기까지 중국 전력 배터리 누적 설치 용량은 전년 대비 32% 급증한 255.7GWh다.

전력 배터리 사용이 급증하면서 문제도 발생하고 있다. 우선 업체간 경쟁이 심화되면서 구조적 과잉 용량 문제가 지적되고 있다.

또 올해 배터리 원자재 가격 변동으로 관련 기업들의 채산성이 크게 악화됐다.

우카이 닝더스다이(CATL) 연구원은 이와 관련 "재료 연구와 개발 성과가 앞으로 전력 배터리 경쟁을 결정할 것"이라고 전망했다.

제일재경은 전문가들의 말을 인용, 나트름 이온 배터리와 전고체 배터리가 향후 시장을 좌우하게 될 것이라고 설명했다.

나트륨 이온 배터리는 안전성과 원가 측면에서 경쟁력이 있지만 에너지 밀도 낮다는 단점이 있다. 따라서 저속 전기차와 보급형 전기차에 적용될 가능성이 크다.

반면 전고체 배터리는 에너지 밀도가 높고 안전성 및 충방전 성능이 월등하다. 문제는 고압력이다. 전고체 배터리를 안정적으로 구동하기 위해선 수십 메가파스칼(MPa)에 이르는 고압력이 필요하다. 이를 위해 별도의 외부 장치가 필요한데 이 장치가 에너지 밀도와 용량 등 성능을 떨어뜨린다.

또 덴드라이트 현상도 넘어야 할 과제다. 덴드라이트는 리튬 금속이 성장하면서 미세한 선 모양의 덩어리가 형성되는 현상으로, 덩어리가 커지면 폭발이나 화재가 발생한다.

어우 교수는 "전고체 배터리가 극한 상황에서 절대적으로 안전하다라고 믿지 않는다"면서 기체(산소)와 고체 반응시 과열 현상이 일어난다는 것을 확인했다고 설명했다.

어우 교수는 "배터리는 능동적 안전성과 본질적 안전성, 수동적 안전성을 모두 갖춰야 한다"면서 전고체 배터리는  3가지 안전성을 염두에 두고 개발되고 있다"라고 말했다.

전고체 배터리 개발과 관련 우 연구원은 "그간 덴드라인트와 고체 입자 밀도가 커진다는 문제를 해결하기 위해 계면 강화 기술을 개발했다"면서 오는 2027~2030년께 전고체 배터리가 상용화될 수 있도록 노력하고 있다"라고 말했다.

어우 교수는 "안전을 위해 전고체 배터리와 지능형 기술이 결합되어야 한다"면서 오는 2025년이면 지능형 기술이 완성될 것이며, 오는 2027년에서 2030년 사이 전고체 배터리가 산업화될 것"이라고 예상했다.