한국전기연구원(KERI)이 전기차 분야 차세대 전지로 꼽히는 ‘전고체전지용 고체전해질’을 지금보다 90% 낮은 비용으로 대량 생산할 수 있는 독자기술을 개발했다. KERI는 차세대전지연구센터 박준우 박사팀이 전고체전지 핵심 구성요소인 ‘고체 전해질’을 기존 가격 10분의 1 비용으로 제조할 수 있는 ‘특수 습식합성법’ 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 연구팀은 또 화학물질을 다른 물질에 스며들게 하는 함침을 통해 전고체전지를 대량생산할 수 있도록 하는 ‘고체전해질 최적 함침’ 기술도 함께 개발했다.KERI는정부출연금사업으로 ‘고에너지밀도 리튬전고체전지용 고체전해질 기반 원천소재기술 개발’ 연구과제를 2017년 부터 2019년까지 3년간 자체 진행해 독자기술 개발 성과를 거두었다고 설명했다. 전고체전지는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 ‘전해질’을 기존 가연성 액체에서 고체로 대체한 전지다. KERI는 전고체전지는 고체 전해질을 사용하기 때문에 화재 위험이 없고, 온도 변화나 외부 충격을 막기 위한 안전장치와 분리막이 따로 필요하지 않아 전지 고용량화, 소형화, 형태 다변화 등 사용 목적에 따라 다양하게 활용할 수 있어 차세대 유망 기술로 꼽힌다고 밝혔다. 고체 전해질 제조 방법은 고에너지 볼밀링 공정을 통한 ‘건식합성법’과 화학반응을 활용하는 ‘습식합성법’이 있다. KERI는 이번에 개발한 고체전해질 합성법은 낮은 순도의 저렴한 원료로도 성능이 뛰어난 고체 전해질을 대량 생산할 수 있는 ‘특수 습식합성법’ 기술로 건식과 습식 장점을 모두 확보한 제조공정을 실현했다고 설명했다. KERI는 기존 고체 전해질 합성법은 건식, 습식 모두 비싼 고순도 원료를 활용해야만 했는데 KERI 연구팀이 개발한 특수 습식합성법은 기존 고순도 원료보다 10분의 1 가격인 저순도 원료로도 높은 이온 전도도를 가진 고 성능 고체 전해질을 대량으로 생산할 수 있다고 밝혔다. KERI는 또 전고체전지용 양극(+)의 대면적 생산과 생산비용 절감을 할 수 있는 ‘고체전해질 최적 함침 기술’도 개발했다. 양극은 전지의 용량을 결정하는 핵심 구성요소 가운데 하나다. 지금까지는 전고체전지를 만들기 위해 고체 전해질을 용매에 녹여 전극에 스며들게 하는 방법을 이용했지만 녹인 용액 점도가 높아 충분한 양의 고체 전해질 용액 함침이 어려웠다.KERI 연구팀은 최적화된 함침 공정 설계를 통해 고체 전해질을 양극에 균일하게 분산하는 기술을 개발했다. 이에 따라 낮은 비율의 고체 전해질만으로도 활물질(리튬이온을 흡수·방출하면서 전기를 저장하거나 생성하는 소재)을 많이 포함해 높은 에너지밀도를 가진 전고체전지용 양극을 제조할 수 있게 됐다. KERI의 이번 연구결과는 최근 세계최고 과학전문지 ‘네이처’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재되는 등 우수성을 인정받았다. 박준우 박사는 “KERI 특수 습식합성법은 비싼 원료와 복잡한 고에너지 공정방식 없이 고체 전해질을 제조할 수 있는 획기적인 제조 기술이며 함침 기술도 기업에서 비싼 비용을 들일 필요 없이 기존 생산라인을 활용해 쉽고 간단하게 전고체전지를 대량생산할 수 있는 최적의 공정 기술이다”고 말했다. 이상민 차세대전지연구센터장은 “전고체전지의 가장 핵심인 저가형 고체 전해질 소재 합성기술 개발이 현재 산업부에서 수행하고 있는 리튬기반 차세대 이차전지 성능 고도화 및 제조 기술 개발 사업 성공에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다”고 말했다. KERI는 이번 개발 기술에 대한 원천특허 출원을 2019년 완료했다. 연구팀은 이번 성과가 전고체전지 대형화와 대량생산이 요구되는 전기차와 전력저장장치(ESS) 등 다양한 분야에 활용될 것으로 보고 기술사업화를 서두르고 있다. KERI는 관심 있는 수요업체를 발굴해 ‘꿈의 배터리’라 불리는 전고체전지 상용화를 주도하겠다고 밝혔다. 창원 강원식 기자 kws@seoul.co.kr/

발생이 늘지만 처리 방법을 몰라 방치되고 있는 스마트폰 배터리 등에 대한 재활용 기반 구축이 추진된다. 환경부는 6일 경남 창원시, 충북 청주시 등 10개 지방자치단체와 충전용 보조배터리(리튬계 2차전지) 재활용 시범사업을 연말까지 추진한다고 밝혔다. 시범사업에는 한국환경공단과 한국전지재활용협회, 폐2차전지 재활용업체가 참여한다. 그동안 충전용 보조배터리는 생산자의 회수·재활용 의무, 재활용 방법과 기준 등이 법령에 명시되지 않아 대부분 폐기되거나 일부만 회수·재활용됐다. 환경공단 연구용역에 따르면 올해 충전용 보조배터리 예상 발생량은 817t으로, 2030년이면 913t에 달할 것으로 추산됐다. 그러나 올해 예상 재활용률은 13.0%(106t)에 불과하다. 보조배터리에는 은·리튬 등 유가금속이 포함돼 있어 적정 회수체계가 가능하면 재활용이 활성화될 것으로 기대되고 있다. 환경부는 2030년까지 재활용률을 44.0%(402t)로 확대할 계획이다. 시범사업 지역에서는 보조배터리를 폐건전지 분리수거함으로 배출하면 지자체별 수거업체 등이 수거·선별하게 된다. 집하장에 보관된 폐전지류는 한국전지재활용협회를 통해 권역 수거되거나 재활용업체가 직접 수거한다. 폐2차전지 재활용업체는 충전용 보조배터리를 2차 선별해 재활용하는 방식이다. 또 보조배터리 분리 배출 및 안전 운반 방안도 마련한다. 폐플라스틱 수거함에 버려져 회수시설에 들어가거나 운반 과정에서 충격이 가해지면 화재가 발생할 수 있기 때문이다. 이영기 환경부 자원순환정책관은 “시범사업을 통해 충전용 보조배터리의 회수·재활용 체계를 제도적으로 정비해 지속가능한 이용이 이뤄지도록 하겠다”고 말했다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

가정이나 산업현장 등에서 전력수요가 늘어나며 정전사태가 발생하곤 한다. 특히 전력 수요가 늘어나는 여름철에는 한층 더 정전사태에 만전을 기해야 한다. 은행이나 반도체 공장 등에서의 정전은 막대한 경제적 손실로 이어질 수 있다. 이와 관련해 ㈜코캄(kokam, 대표 로넨페이어)이 기존 납축전지 시스템 대비 40%의 총 소유 비용 절감을 기대할 수 있는 무정전 전원 장치(Uninterruptible Power Supply, UPS)용 신제품을 선보여 눈길을 끈다.무정전 전원장치는 전기 공급이 중단되거나 전압 변동, 주파수 변동 등 장애가 발생해도 전기를 안정적으로 사용할 수 있도록 해주는 장치다. 전원 장애 시에 전력을 배터리 자체 전력으로 전환해 데이터의 손실 및 전력 단절을 예방한다. 코캄은 에너지 저장장치 및 스마트 에너지 통합 솔루션 제공업에서 선두를 달리고 있는 회사로, 나스닥 상장 기업이자 글로벌 태양광 인버터 솔루션 1위 기업인 솔라엣지(SolarEdge Technologies)의 자회사이다. 이미 UPS용 배터리 시장에서 기술력을 인정받아 시장에서의 입지를 넓혀가고 있다. 이번 신제품은 8 C-Rate의 고출력을 갖춘 배터리 시스템으로, 높은 에너지 밀도를 가진 경량의 배터리와 UPS가 통합되어 현장 설치 및 시동 시 더 빠르고 안정적인 것이 특징이다. 기존 납축전지 보다 4~8배의 긴 수명과 높은 출력, 에너지 밀도를 제공하며 개별 셀 전압 및 온도 통합 모니터링이 가능하다. 특히 코캄의 배터리 시스템으로 구성된 무정전 전원 공급 시스템(UPS)은 높은 에너지 밀도에 따른 소형화 및 경량화가 가능하다. 기존 배터리보다 설치 면적을 최대 46%, 무게는 최대 20% 줄인 것인데, 이를 통해 제한된 공간에 배치가 쉽고 유지보수 또한 용이하다. 따라서 데이터 센터, 통신기지국, 제조 공장용 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있으며 정전 시 전력 백업으로의 원활한 전환이 필수적인 미션 크리티컬 시설에 적합하다. 코캄 홍인관 사장은 “UPS 배터리는 IT산업(데이터센터)의 필수적인 전력 백업 제품이다”라며 “이번 신제품 출시로 비용 효율을 극대화하고, 고객의 비용 효율을 높일 수 있는 솔루션을 제공할 것”이라고 전했다. 한편 코캄은 현재 UPS 배터리 시스템의 선주문을 받고 있으며, 글로벌 핵심 인재 채용과 배터리 및 통합 에너지 솔루션 공급 역량 강화를 위해 2GWh 규모의 리튬 이온 배터리 공장 증설 중에 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

중국 1위·세계 2위 배터리 업체인 닝더스다이(CATL)의 제품이 탑재된 전기차에서 잇따라 화재가 발생해 안전성 문제가 불거지고 있다. 국내 업계는 배터리 기술에서 중국에 2~3년가량 앞선다고 보고 격차를 더욱 늘리는데 주력하고 있다. 26일 중국 언론 등에 따르면 중국의 완성차 업체 광저우기차(GAC)의 세단형 전기차 아이온S에서 지난 12일과 23일 잇따라 화재가 발생했다. 앞서 5월 18일에도 이 차량에서 불이 났다. 광저우기차는 정확한 원인을 밝히지 않았지만 가장 최근 발생한 화재는 배터리에서 발화한 것으로 알려졌다. 아이온S에는 CATL의 ‘NCM811’ 배터리가 탑재됐다. NCM811은 배터리 양극재의 핵심 원료인 니켈과 코발트, 망간의 비율이 각각 80%, 10%, 10%씩 들어간 제품이다. 니켈의 비중이 높으면 에너지 밀도가 높아져 먼 거리를 주행할 수 있지만 안전성이 낮아져 화재 위험이 커진다. 아직 CATL이 기술로 극복하지 못했다는 게 업계의 분석이다. 배터리 업계 관계자는 “CATL은 공장 수율이 50% 안팎으로 알려져 있을 정도로 불량률이 높다”면서 “니켈 함량을 높이려다가 안전성 문제가 발생했을 수 있다”고 설명했다. CATL은 에너지 밀도는 낮지만 안전성이 담보된 LFP(리튬인산철)를 주력 제품으로 삼고 있다. 차세대 배터리인 NCM 기술은 수준이 낮다는 지적이다. 국내 업체들은 이미 안전성 문제를 해결해 2018년부터 NCM811을 상용화했다. LG화학은 2018년 NCM811을 전기 버스용으로 양산해 공급했고 중국에서 판매되는 테슬라 모델3 일부에도 NCM811을 공급한다. 미국 루시드 모터스가 다음달 공개하는 최고급 세단형 전기차 ‘루시드 에어’에도 LG화학 제품이 들어간다. 최근에는 코발트 비중을 줄이고 알루미늄을 추가한 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 배터리를 양산한다는 계획도 내놨다. 삼성SDI는 내년 출시될 BMW 차세대 전기차에 니켈 함량을 88% 이상으로 끌어올린 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 기술을 적용한다. SK이노베이션도 서산과 중국, 헝가리 공장에서 NCM811을 생산하고 있다. 이에 질세라 CATL도 국내 배터리 연구진을 대거 영입해 지난해 NCM811을 상용화했다. 하지만 CATL 배터리가 들어간 전기차에서 잇따라 화재가 발생하자 업계에서는 한중 기술 격차를 재확인했다는 평가가 나온다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 올 상반기 세계 배터리 업체 점유율은 LG화학이 1위(24.6%)를 차지했다. CATL(23.5%)과 파나소닉(20.4%)이 뒤를 이었다. 전 세계 배터리 시장에서 하이니켈·NCMA 배터리의 비중은 2020년 4%에서 2030년 35%로 늘어날 전망이다. 류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

‘화신공업주식회사(대표 박성진)’가 자사 스마트 모빌리티 브랜드 ‘엠와이엠(MYM)’이 ‘조선일보선정 2020 국가브랜드 대상’ 스마트모빌리티 부문에 2년 연속 선정됐다고 밝혔다. 조선일보가 주관하고 산업통상자원부, 과학기술정보통신부가 후원하는 국가브랜드 대상은 소비자 인식조사 및 전문가들의 공정한 심사를 거쳐 각 분야 최고의 브랜드를 선정하는 시상식으로, 지난 9일 밀레니엄힐튼서울 호텔에서 시상식을 개최했다. 2년 연속 스마트모빌리티 부문 대상을 수상한 ‘MYM(엠와이엠)’은 금속 문구 및 사무용품 전문 기업으로 알려진 화신공업㈜이 지난해 출범한 스마트 모빌리티 브랜드다. MYM은 수년간의 연구개발과 해외 기술 협력을 통해 고성능 스포츠카와 항공기에 쓰이는 마그네슘 합금 소재를 전기자전거에 접목하는 등 혁신적인 제품을 출시하며 이목을 끌었고, 현재 2021년형 2세대 전기자전거 ‘S9(에스 나인)’의 출시를 앞두고 있다. MYM 전기자전거에 적용된 마그네슘 프레임은 일반적인 전기자전거에 사용되는 알루미늄에 비해 부피 대비 무게가 30% 이상 가벼운 마그네슘 합금을 사용해 가벼우면서도 강성이 뛰어나 전기자전거 마니아들에게 호평을 받고 있다. 새롭게 선보이는 S9은 20인치 마그네슘 휠을 새롭게 적용해 승차감과 주행 성능 측면에서 전작인 S6에서 진일보한 성능을 자랑한다. 바퀴가 커지면서 노면의 요철은 더욱 쉽게 넘고, 탑승자에게 전해지는 충격은 줄였다. 20인치 바퀴의 적용과 함께 넓은 속도 영역을 커버하는 7단 변속기를 기본 장착해 고속 주행이나 언덕길도 어려움 없이 주행할 수 있어 높은 인기를 누릴 것으로 예상된다. 모터의 성능 또한 국내 전기자전거의 허용 기준인 350W까지 끌어올렸다. 이는 기존 제품 대비 40%나 향상된 수치다. 배터리 용량은 기존 제품의 2배에 달하는 378Wh로, 한 번 충전으로 달릴 수 있는 주행 거리가 최대 70km에 이른다. 배터리 용량 증가와 함께 가벼운 마그네슘 프레임, 휠의 적용도 주행거리 확보에 큰 몫을 했다. 또한 삼성의 리튬이온 셀로 구성된 배터리 팩을 프레임 내부에 내장시킴으로써 빗물 침투, 침습에 의한 손상 방지 기능을 갖췄으며, 사용하지 않을 때는 핸들과 프레임 및 페달을 접어 보관∙운반이 용이하도록 했다. 접었을 때의 크기가 87cm, 43cm, 76cm이기 때문에 대부분의 차량 트렁크에 수납이 가능하다.화신공업㈜ 관계자는 “전기 자전거계의 역작으로 탄생한 ‘S9’은 오는 9월 중 판매를 시작할 예정”이라며, “앞으로도 뛰어난 제품력과 혁신성을 갖춘 제품으로 업계를 대표하는 스마트 모빌리티 브랜드로 거듭나겠다”고 전했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

사물인터넷(IoT) 기술을 바탕으로 바닷속과 소통하려는 노력이 활발하다. 무인이동체를 통한 해양관측과 탐사, 해양구조물 유지보수 작업을 위한 인공지능 해저로봇 개발, 해양재난 대응, 수산양식 자동생산시스템 등 활용 분야는 무궁무진하다. 이처럼 해양환경에 IoT를 적용하기 위해 반드시 풀어야 할 숙제가 바로 전력공급이다. 그 해답으로 등장한 것이 바닷물을 이용해 전기를 저장하거나 생산하는 해수배터리다. 해수배터리는 바닷물에 녹아 있는 나트륨 이온과 물의 화학 반응을 통해 생산한 전기에너지를 저장하는 친환경적인 시스템이다. 해양에서 배터리를 기반으로 운용되는 모든 전자기기에 활용할 수 있다. 현재 가장 많이 쓰이는 리튬이온 배터리에 비해 절반의 크기와 무게로 동일한 전력을 공급한다. 더군다나 우리나라가 전량 수입에 의존하고 있는 리튬을 사용하지 않기 때문에 기술독립의 효과까지 기대할 수 있으며 생산가격도 절반가량이나 저렴하다. 현재는 해수배터리 시스템을 고도화하기 위한 기술개발이 한창이다. 원하는 용량을 만들기 위해서 물이 스며들지 않도록 한 상태에서 여러 개의 배터리를 연결하고, 과충전이나 과방전을 방지하는 회로를 개발했다. 장시간 바닷물에 노출되는 해수배터리 특성상 표면 부착생물 문제를 해결하기 위해 초음파와 자외선을 활용하고 있다. 바닷물을 활용한 청정에너지 기술로 해양 기반의 경제성장을 이룰 수 있길 바란다.

양사 경영진 ‘니로EV’ 셀 조립라인 시찰SK주유·충전소, 수소차 인프라 확충 논의현대·기아차에 5년간 SK 납품 물량 10조‘SK이노’는 도심 비행체용 배터리도 공급정의선 현대자동차그룹 수석부회장이 7일 최태원 SK그룹 회장과 만나 미래 전기차 배터리와 관련해 협업을 약속했다. 이재용 삼성전자 부회장, 구광모 LG그룹 회장에 이은 세 번째 ‘배터리 회동’이다. 국내 배터리 3사의 배터리 기술력에 대한 실사를 마친 현대차그룹이 앞으로 ‘K배터리 드림팀’을 어떻게 꾸려 나갈지 주목된다. 정 수석부회장은 이날 최 회장과 함께 충남 서산 SK이노베이션 배터리 공장을 함께 둘러보면서 SK이노베이션이 연구개발 중인 차세대 배터리에 대한 설명을 들었다. 현대차그룹 측에서는 앨버트 비어만 현대·기아차 연구개발본부 사장, 김걸 기획조정실 사장, 서보신 상품담당 사장, 박정국 현대모비스 사장 등이 동행했고, SK그룹 측에서는 최재원 수석부회장을 비롯해 김준 SK이노베이션 총괄사장, 장동현 SK㈜ 사장, 지동섭 SK이노베이션 배터리사업 대표 등이 참석했다. 양사 경영진은 이날 기아차 니로 EV에 공급하는 배터리 셀을 조립하는 라인을 중점적으로 둘러봤다. 이어 고에너지밀도, 급속충전, 리튬메탈 배터리 등 차세대 배터리 기술에 대한 정보와 개발 방향 등을 공유했다. 전력반도체와 경량 신소재, 배터리 대여·교환 서비스 플랫폼 등 미래 사업 협력방안을 비롯해 SK주유소와 충전소를 활용한 전기·수소차 충전 인프라 확충 방안도 논의했다. 정 수석부회장은 “미래 배터리, 신기술 개발 방향성을 공유하는 의미 있는 자리였다”면서 “현대차그룹 임직원들은 고객 만족을 위해 더 도전적이고 창의적인 자세로 업무에 임할 것이고, 앞으로 세계 최고 기술력을 보유한 기업들과의 협업을 확대해 나갈 것”이라고 밝혔다. 최 회장은 “현대·기아차가 전기차를 비롯한 미래 모빌리티 분야에서 선도적 입지를 구축하고 있는 만큼 이번 협력이 양 그룹은 물론 한국 경제에도 새로운 힘이 될 것”이라고 말했다. SK이노베이션은 내년부터 양산되는 현대·기아차의 전용 플랫폼 ‘E-GMP’ 기반 전기차에 탑재될 배터리를 공급할 예정이다. 현대차에 앞으로 5년간 납품할 물량만 총 10조원에 달한다. 현대차가 이르면 하반기에 발주할 3차 E-GMP 배터리 물량도 SK이노베이션이 수주할 가능성이 큰 것으로 전해지고 있다. 아울러 SK이노베이션은 현대차의 도심항공모빌리티를 구현할 비행체에 들어갈 배터리 공급사로도 선정됐다. 이날 회동을 끝으로 정 수석부회장의 ‘배터리 회동’ 3부작이 모두 마무리됐다. 앞서 이 부회장과의 회동에서 전해질이 고체로 된 ‘전고체 배터리’를 살폈고, 구 회장과의 회동에선 LG화학이 개발 중인 ‘장수명 배터리’를 유심히 봤다. 정 수석부회장의 세 차례 회동을 계기로 앞으로 현대차의 전기차 개발에도 한층 탄력이 붙을 것으로 보인다. 한편 최 회장은 이날 코로나19 여파로 판로가 막혀 어려워진 서산 지역 마늘 농가를 돕는 차원에서 직접 서산 육쪽마늘을 구입했다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

LG ‘파우치 타입’… 세계 시장 점유율 1위‘니켈 85%’ 양산 땐 현재 2배 600㎞ 주행점유율 4위 삼성은 니켈 80% 유일 생산무게 10% 줄인 고밀도 모듈형 내년 양산최근 급성장 SK, 올 점유율 7위로 상승양극재 니켈 함량 90% 기술 세계 첫 개발정의선 현대자동차그룹 수석부회장의 ‘배터리 투어’가 7일 최태원 SK그룹 회장을 만나는 것을 끝으로 대미를 장식한다. 정 수석부회장의 세 차례 회동은 현대차그룹과 삼성SDI, LG화학, SK이노베이션 등 국내 배터리 3사 간의 협업을 강화할 뿐만 아니라 각 사의 배터리 기술 경쟁력을 직접 확인하는 기회가 됐다는 분석도 나온다. 6일 업계에 따르면 국내 배터리 3사의 세계 시장 점유율은 올해 1~5월 기준 30%를 돌파했다. LG화학이 24.2%로 1위를 차지했고, 삼성SDI는 6.4%로 4위, 최근 급성장세를 탄 SK이노베이션은 4.1%로 7위에 올랐다. 현재 전기차에는 리튬이온 배터리가 적용된다. ‘양(+)극재’에서 나온 리튬이온이 액체로 된 ‘전해질’을 통해 ‘음(-)극재’로 이동하면서 전기를 발생시킨다. 배터리의 성능은 양극재 소재인 니켈(N), 코발트(C), 망간(M), 알루미늄(A)의 비율과 밀도 등에 따라 달라진다. LG화학의 배터리는 공간 효율성이 떨어지는 원통형과 달리 납작한 ‘파우치’ 형태로 돼 있어 차량에 적용하기가 쉽다. 세라믹 소재로 코팅한 분리막은 LG화학만의 독보적인 기술이다. LG화학은 현재 니켈 60%, 코발트 20%, 망간 20%의 양극재를 사용한 ‘NCM622’ 배터리 생산에 집중하고 있다. 앞으로 니켈 함량을 70%로 늘린 ‘NCM712’를 양산할 계획이다. 2022년쯤 ‘NCMA’(니켈 함량 85% 이상) 배터리가 양산되면 전기차의 1회 충전 시 최대 주행거리는 기존 300~400㎞에서 600㎞로 훌쩍 길어질 것으로 보인다. LG화학의 배터리를 공급받는 브랜드로는 현대차를 비롯해 미국 제너럴모터스(GM), 포드, 독일 메르세데스벤츠, 폭스바겐, 포르쉐, 프랑스 르노, 스웨덴 볼보, 영국 재규어, 중국 지리차 등이 있다. 삼성SDI는 양극재가 니켈, 코발트, 알루미늄으로 된 ‘NCA’(니켈 80% 이상) 배터리를 유일하게 생산한다. 무게를 10% 줄이면서 용량은 높인 고밀도 모듈형 배터리를 내년부터 양산할 계획이다. 고밀도 배터리셀은 급속충전 20분 만에 80%를 충전할 수 있고, 최대 주행거리를 600㎞까지 늘려 준다. 특히 확장형 모듈은 배터리 용량이 커져도 폭발 위험성은 낮다. 삼성SDI는 독일 BMW와 2009년부터 파트너십을 맺어 왔고 앞으로 10년 더 공급한다. SK이노베이션은 2012년 ‘NCM622’ 배터리를, 2016년 ‘NCM811’ 배터리를 세계 최초로 개발해 현재 양산 중이다. 지난해에는 양극재 니켈 함량을 90%까지 높인 ‘NCM9 1/2 1/2’(구반반) 배터리 기술도 세계 최초로 개발했다. 이 배터리가 양산되면 전기차의 최대 주행거리는 700㎞에 달할 것으로 보인다. 공급사로는 기아차, 폭스바겐, 다임러, 페라리, 북경기차 등이 있다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

LG화학, 고성능 ‘파우치 타입’ 배터리삼성SDI, 고밀도 모듈형 배터리 생산SK이노, 니켈 90% 배터리 최초 개발 정의선 현대자동차그룹 수석부회장의 ‘배터리 투어’가 7일 최태원 SK그룹 회장을 만나는 것을 끝으로 대미를 장식한다. 정 수석부회장의 세 차례 회동은 현대차그룹과 삼성SDI, LG화학, SK이노베이션 등 국내 배터리 3사 간의 협업을 강화할 뿐만 아니라 각 사의 배터리 기술 경쟁력을 직접 확인하는 기회가 됐다는 분석도 나온다. 6일 업계에 따르면 국내 배터리 3사의 세계 시장 점유율은 올해 1~5월 기준 30%를 돌파했다. LG화학이 24.2%로 1위를 차지했고, 삼성SDI는 6.4%로 4위, 최근 급성장세를 탄 SK이노베이션은 4.1%로 7위에 올랐다. 현재 전기차에는 리튬이온 배터리가 적용된다. ‘양(+)극재’에서 나온 리튬이온이 액체로 된 ‘전해질’을 통해 ‘음(-)극재’로 이동하면서 전기를 발생시킨다. 배터리의 성능은 양극재 소재인 니켈(N), 코발트(C), 망간(M), 알루미늄(A)의 비율과 밀도 등에 따라 달라진다. 통상 니켈의 비중이 높아질수록 에너지 밀도가 높아져 성능이 향상되지만, 폭발 위험성도 함께 높아진다.LG화학의 배터리는 공간 효율성이 떨어지는 원통형과 달리 납작한 ‘파우치’ 형태로 돼 있어 차량에 적용하기가 쉽다. 세라믹 소재로 코팅한 분리막은 LG화학만의 독보적인 기술이다. LG화학은 현재 니켈 60%, 코발트 20%, 망간 20%의 양극재를 사용한 ‘NCM622’ 배터리 생산에 집중하고 있다. 앞으로 니켈 함량을 70%로 늘린 ‘NCM712’를 양산할 계획이다. 2022년쯤 ‘NCMA’(니켈 함량 85% 이상) 배터리가 양산되면 전기차의 1회 충전 시 최대 주행거리는 기존 300~400㎞에서 600㎞로 훌쩍 길어질 것으로 보인다. LG화학의 배터리를 공급받는 브랜드로는 현대차를 비롯해 미국 제너럴모터스(GM), 포드, 독일 메르세데스벤츠, 폭스바겐, 포르쉐, 프랑스 르노, 스웨덴 볼보, 영국 재규어, 중국 지리차 등이 있다. 삼성SDI는 양극재가 니켈, 코발트, 알루미늄으로 된 ‘NCA’(니켈 80% 이상) 배터리를 유일하게 생산한다. 무게를 10% 줄이면서 용량은 높인 고밀도 모듈형 배터리를 내년부터 양산할 계획이다. 고밀도 배터리셀은 급속충전 20분 만에 80%를 충전할 수 있고, 최대 주행거리를 600㎞까지 늘려 준다. 특히 확장형 모듈은 배터리 용량이 커져도 폭발 위험성은 낮다. 삼성SDI는 독일 BMW와 2009년부터 파트너십을 맺어 왔고 앞으로 10년 더 공급한다. SK이노베이션은 2012년 ‘NCM622’ 배터리를, 2016년 ‘NCM811’ 배터리를 세계 최초로 개발해 현재 양산 중이다. 지난해에는 양극재 니켈 함량을 90%까지 높인 ‘NCM9 1/2 1/2’(구반반) 배터리 기술도 세계 최초로 개발했다. 이 배터리가 양산되면 전기차의 최대 주행거리는 700㎞에 달할 것으로 보인다. 공급사로는 기아차, 폭스바겐, 다임러, 페라리, 북경기차 등이 있다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

현대차 ‘5배 성능’ 배터리 탑재 논의 SK 최태원과도 전기차 협력 나설 듯정의선 현대자동차그룹 수석부회장이 22일 구광모 LG그룹 회장과 만나 전기차 배터리 분야 협력 방안을 논의했다. 지난달 13일 정 수석부회장과 이재용 삼성전자 부회장이 삼성SDI 천안공장에서 단독으로 만난 이후 성사된 두 번째 ‘배터리 회동’이다. 정 수석부회장과 구 회장이 단독으로 만난 것도 처음이다. 정 수석부회장과 구 회장은 이날 오전 10시쯤 충북 청주시 LG화학 오창공장을 방문했다. 두 사람은 LG화학의 전기차 배터리 생산 라인과 개발 현장을 둘러봤다. 현대차그룹에서는 앨버트 비어만 현대·기아차 연구개발본부 사장, 김걸 기획조정실 사장, 서보신 상품담당 사장, 박정국 현대모비스 사장 등이 동행했고, LG그룹에서는 권영수 ㈜LG 부회장, 신학철 LG화학 부회장, 김종현 전지사업본부장(사장), 김명환 배터리연구소장(사장) 등이 현대차그룹 경영진을 맞았다. 정 수석부회장은 LG화학이 개발에 나선 차세대 전기차 배터리 기술과 개발 방향성에 대한 설명을 유심히 들었다. 정 수석부회장과 구 회장은 구내식당에서 오찬도 함께했다. 현대차그룹 측은 “향후 전기차 전용 모델에 탑재될 차세대 고성능 배터리 개발 현황을 살펴보고 미래 배터리에 대한 개발 방향성을 공유하기 위한 차원”이라고 밝혔다. LG화학은 이날 개발 중인 장수명(Long Life) 배터리와 리튬·황 배터리, 전고체 배터리 등 차세대 배터리 3종을 동시에 소개했다. 장수명 배터리는 기존 리튬·이온 배터리에 비해 성능이 5배 이상 유지된다. 리튬·황 배터리는 양극재로 황탄소 복합체, 음극재로 리튬 금속 등 경량 재료를 사용해 에너지 밀도가 기존 리튬·이온 배터리보다 2배 이상 높고, 희귀 금속을 사용하지 않아 가격 경쟁력도 뛰어나다. 전고체 배터리는 지난달 이 부회장과의 회동 때 삼성SDI가 소개했던 배터리로, 액체 전해질을 고체 전해질로 바꿔 폭발 위험성을 낮췄다는 장점을 지닌다. 정 수석부회장은 앞으로 최태원 SK그룹 회장과도 만날 것으로 알려졌다. 전기차를 만드는 현대차가 국내 배터리 3사인 ‘삼성SDI-LG화학-SK이노베이션’을 차례로 만나 협력을 요청하는 모양새다. 업계에서는 국내 완성차·배터리 업체가 세계 전기차 시장을 선도하기 위한 ‘빅텐트’를 구축하는 것 아니냐는 기대감이 흘러나오고 있다. 한편에선 현대차그룹이 차세대 전기차 배터리 공급사 선정을 위한 실사에 나선 것이란 해석도 나온다. 배터리 3사도 ‘집토끼’ 격인 현대차그룹과 손잡으면 안정적인 물량 수주가 가능해진다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr정서린 기자 rin@seoul.co.kr

한국지엠 디자인센터 주도로 디자인된 순수전기차동급 최초 전기차 전용 플랫폼 적용… 공간도 넓어 한국지엠 쉐보레가 9일 순수전기차 ‘볼트EV’ 2020년형을 출시하고 사전계약에 나섰다. 2020년형 볼트EV는 완전 충전 시 주행거리가 기존 383㎞에서 동급 최장인 414㎞로 31㎞ 늘어났다. 카허 카젬 한국지엠 사장은 “신형 볼트EV는 주행거리를 획기적으로 높여 전기차 소비자들이 우려하는 주행거리에 대한 두려움을 완전히 해소할 것”이라면서 “한국지엠 디자인센터 주도 하에 디자인된 볼트EV는 동급 유일 전기차 전용 플랫폼을 바탕으로 구현된 넓은 실내공간과 최적화된 주행성능은 물론, 전기차에 특화된 인포테인먼트 시스템과 편의 기능으로 소비자들에게 최고의 만족을 제공할 것”이라고 강조했다. 배터리 용량 업그레이드… ‘다이내믹 퍼포먼스’ 볼트EV에는 LG화학이 공급하는 288개의 리튬이온 배터리 셀로 구성된 66kWh급 대용량 신규 배터리 패키지가 탑재됐다. 이를 통해 동급 전기차 가운데 1회 충전 시 최장 주행거리인 414㎞를 달릴 수 있는 것은 물론, 급속충전 시 1시간 만에 배터리 용량의 80%를 충전할 수 있다. 황준하 지엠테크니컬센터코리아 전무는 “볼트EV는 배터리 에너지를 극대화해 소비자들이 안심하고 장거리 주행을 할 수 있는 모델”이라면서 “LG화학과의 협업을 바탕으로 한 최신 배터리 테크놀로지를 적용해 배터리 팩의 크기나 구조 변경 없이 획기적으로 1회 충전 주행거리를 늘릴 수 있었다”고 설명했다. 볼트EV에는 운전자가 능동적으로 회생 에너지 생성을 제어할 수 있는 ‘리젠 온 디맨드’ 시스템이 탑재됐다. 신개념 회생제동 방식인 ‘원페달 드라이빙’ 시스템도 적용돼 브레이크 페달을 조작하지 않고 가속 페달만으로 가속과 감속, 정차까지 조작할 수 있다. 파워트레인은 강력한 성능을 발휘하는 150kW급 고성능 싱글 모터 전동 드라이브 유닛이 탑재돼 204마력의 최고출력과 36.7㎏·m의 최대토크를 발휘한다. 정지상태에서 시속 100㎞에 도달하는 최단 시간은 7초다. 배터리 패키지는 주행 안정성을 확보할 수 있도록 차체 하부에 수평으로 배치해 무게 중심을 최대한 낮췄다. 전자정밀 기어시프트와 전기차에 최적화된 전자식 파워스티어링 시스템을 장착해 쉐보레 특유의 뛰어난 조향 능력을 선사한다.새로운 색상 추가… 첨단 편의 기능도 업그레이드 외장 색상과 디자인, 편의 기능도 한층 업그레이드됐다. 트레일블레이저에 적용돼 호평을 받은 ‘이비자 블루’와 새롭게 추가된 ‘미드나이트 블랙’ 등 총 6개의 색상 중 한 가지를 선택할 수 있다. 듀얼 포트 그릴에는 입체적인 디자인 패턴이 새롭게 적용됐다. 안전 품목으로는 주차 시 차량 주변을 실시간으로 보여 주는 ‘디지털 서라운드 비전 카메라’가 새롭게 적용됐다. 후방 카메라는 아날로그 방식에서 화질이 뛰어난 디지털 방식으로 업그레이드됐다. 이오나이저 기능은 실내를 쾌적하게 해준다. 저전력모드는 불필요한 시스템의 전원 사용을 제한해 주행 에너지를 극대화한다. 디스플레이 테마도 운전자 취향에 따라 설정할 수 있다. 첨단 안전 시스템으로는 ‘차선이탈 경고 및 차선유지 보조시스템’, ‘저속 자동 긴급제동 시스템’, ‘전방 보행자 감지 및 제동 시스템’, ‘스마트 하이빔’ 등 기존 모델에 탑재됐던 기능이 그대로 적용됐다. 타이어는 볼트EV 전용으로 개발된 미쉐린 셀프-실링 타이어를 기본으로 탑재했다. 타이어 내부에 도포된 실링제는 타이어 손상 시 자동으로 손상 부위를 메워준다. 전기차 전용 플랫폼 적용… 한층 넓은 실내·적재 공간 볼트EV는 국내 완성차 브랜드가 판매하는 전기차 가운데 유일하게 전기차 전용 플랫폼이 적용된 모델이다. 그 덕분에 타사 동급 차량과 비교했을 때 볼트 EV의 차체 크기는 작지만 실내 공간은 훨씬 넓다. 트렁크 공간도 준중형 SUV에 못지않게 넓은 편이다. 쉐보레는 전국에 98개의 볼트EV 서비스센터를 보유하고 있다. 배터리 방전 시 최대 5년간 무제한 무상 견인 서비스(편도 80㎞ 이내)도 제공한다. 이렇게 볼트EV의 상품성은 개선됐지만, 판매 가격은 인상되지 않았다. 정부와 지자체의 전기차 구매 보조금을 제외한 볼트EV의 가격은 ▲LT 4593만원 ▲LT 디럭스 4693만원 ▲프리미어 4814만원이다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

휘발유나 경유를 에너지원으로 하는 내연기관 자동차들이 내뿜는 오염물질은 지구온난화를 일으키는 주요 원인으로 지목받고 있다. 이 때문에 오염물질을 내뿜지 않는 전기차나 수소에너지차에 대한 관심이 높아지고 있다. 국내 연구진이 기존 리튬-이온 배터리보다 10배나 큰 에너지 밀도를 갖고 있으며 공기 속 산소로 충전할 수 있는 차세대 배터리인 리튬-공기 배터리의 에너지 저장 소재를 개발했다. 카이스트 신소재공학과, 숙명여대 화공생명공학부 공동연구팀은 원자 수준에서 촉매를 제어하고 분자 단위에서 반응물의 움직임 제어가 가능한 리튬-공기 배터리용 에너지 저장 전극소재를 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 리튬-이온 배터리는 에너지 밀도를 높이는데 한계가 있기 때문에 전기자동차처럼 높은 에너지 밀도를 요구하는 장치들의 발전 속도를 따라가지 못한다. 이 때문에 높은 에너지 밀도를 갖는 배터리 기술을 개발하기 위한 연구가 활발하다. 그 중 하나가 리튬-공기 배터리이다. 리튬과 공기 중 산소가 결합되는 방식인 리튬-공기 배터리는 무게당 에너지 저장 밀도가 높지만 충방전 사이클이 빠르다는 문제가 있다. 연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 원자 수준의 촉매를 제어하는 기술과 금속유기구조체(MOFs)를 만들어 촉매 전구체와 보호체로 사용할 수 있게 했다. 이번에 개발한 금속유기구조체는 1g만으로도 축구장 크기의 넓은 표면적을 갖는 것으로 알려졌다. 이를 통해 충방전 사이클 수를 3배 이상 늘어난 것도 확인했다. 강정구 카이스트 신소재공학과 교수는 “이번 연구는 원자 수준의 촉매 개발 뿐만 아니라 다양한 소재개발 연구분야로 확장할 수 있을 것”이라며 “금속-유기 구조체 기공 내에서 원자 수준의 촉매 소재를 동시에 생성하고 안정화하는 기술은 수십만 개의 금속-유기 구조체 종류와 촉매 종류에 따라 다양화가 가능하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대자동차그룹이 태양광 셀 제조업체 한화큐셀과 손잡고 전기차 중고 배터리를 활용한 에너지저장장치(ESS)를 공동으로 개발한다. 현대차그룹은 한화큐셀과 지난 29일 서울 중구 한화그룹 본사 사옥에서 ‘태양광 연계 ESS 공동 개발 및 사업 협력’을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 31일 밝혔다. 협약식에는 지영조 현대차그룹 사장과 김희철 한화큐셀 사장이 참석했다. 양사는 ▲전기차 재사용 배터리로 가정용·전력용 ESS 제품 공동 개발 ▲태양광 연계 대규모 ESS 프로젝트 공동 발굴 ▲한화큐셀 독일 연구소 내 태양광 발전소를 활용한 실증 등을 추진한다. 이를 통해 현대차그룹은 태양광 연계 ESS의 안정적인 판로를 확보하고 한화큐셀은 가격 경쟁력이 있는 ESS 패키지 상품을 공급할 수 있게 될 것으로 보인다. 리튬이온 배터리를 활용한 ESS 시스템은 초기 도입 비용이 비싼 편이다. 하지만 양사가 공동 개발하는 ESS는 전기차 배터리를 재사용하기 때문에 시스템 구축 비용을 많이 낮출 수 있고 대규모 보급이 가능하다. 이동형 전기차 배터리 충전소도 구현할 수 있다. 블룸버그 뉴에너지 파이낸스는 세계 ESS 시장 규모가 2017년 3GWh에서 2040년 379GWh로 20여년 만에 약 128배 성장할 것으로 전망했다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

현대자동차그룹이 태양광 셀 제조업체 한화큐셀과 손잡고 전기차 중고 배터리를 활용한 에너지저장장치(ESS)를 공동으로 개발한다. 현대차그룹은 한화큐셀과 지난 29일 서울 중구 한화그룹 본사 사옥에서 ‘태양광 연계 ESS 공동 개발 및 사업 협력’을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 31일 밝혔다. 협약식에는 지영조 현대차그룹 사장과 김희철 한화큐셀 사장이 참석했다. 양사는 ▲전기차 재사용 배터리로 가정용·전력용 ESS 제품 공동 개발 ▲태양광 연계 대규모 ESS 프로젝트 공동 발굴 ▲한화큐셀 독일 연구소 내 태양광 발전소를 활용한 실증 등을 추진한다. 이를 통해 현대차그룹은 태양광 연계 ESS의 안정적인 판로를 확보하고 한화큐셀은 가격 경쟁력이 있는 ESS 패키지 상품을 공급할 수 있게 될 것으로 보인다. 리튬이온 배터리를 활용한 ESS 시스템은 초기 도입 비용이 비싼 편이다. 하지만 양사가 공동 개발하는 ESS는 전기차 배터리를 재사용하기 때문에 시스템 구축 비용을 많이 낮출 수 있고 대규모 보급이 가능하다. 이동형 전기차 배터리 충전소도 구현할 수 있다. 블룸버그 뉴에너지 파이낸스는 세계 ESS 시장 규모가 2017년 3GWh에서 2040년 379GWh로 20여년 만에 약 128배 성장할 것으로 전망했다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

국내 연구진이 실내조명으로도 무선충전이 가능한 이차전지 시스템을 만들어 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 송현곤 에너지및화학공학부 교수와 권태혁 자연과학부 교수 공동연구팀은 실내의 어두운 조명으로도 전기를 만들어 저장할 수 있는 ‘연료감응형 광(光)충전 전지’기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 빛을 이용해 전기를 생산하는 염료감응 태양전지와 리튬이차전지를 결합시킨 것이다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지와 환경과학’(EES) 20일자 표지논문으로 실렸다. 태양전지 같은 광전지는 빛에 반응하는 물질을 이용해 전기를 만든다. 특히 염료감응 광전지는 작은 빛에도 반응하기 때문에 저조도의 실내조명만으로도 전기 생산을 할 수 있다. 그렇지만 안정적으로 전력공급이 어려워 이차전지를 사용해 전기에너지를 저장하려는 시도가 있었다. 그렇지만 광전지와 이차전지간 에너지값의 차이인 ‘에너지 준위’ 때문에 둘을 결합시키기가 쉽지 않았다. 이에 연구팀은 리튬망간산화물 표면에 탄소를 주입한 음극을 사용해 광전지와 이차전지간 에너지 준위를 맞춰 둘을 결합시키는데 성공했다. 또 저조도 환경에서도 효과적으로 작동할 수 있는 물질을 개발해 매우 적은 빛만으로도 전기를 만들 수 있는 기술을 개발했다. 이번에 개발된 염료감응 광충전 전지는 실내 조명만으로도 11.5%라는 높은 에너지 변환과 저장효율을 보였다. 이는 지금까지 나온 염료감응 광충전 전지들 중 어두운 저조도 실내조명 환경에서 최고 효율인 것으로 확인됐다.실제로 연구팀은 광충전 전지 6개를 직렬로 연결해 LED 실내조명으로 약 10분 무선충전한 다음 실제 사용되는 사물인터넷(IoT) 센서를 작동하는데 성공해 상용화 가능성이 높은 것으로 평가 받았다. 권태혁 교수는 “실내 조명은 전체 에너지 소비의 10%에 달하는 것으로 알려진 만큼 이번 기술은 에너지 재활용에 상당한 도움을 줄 것”이라며 “이번 기술을 활용하면 태양광은 물론 낮은 조도의 실내조명까지 다양한 광원을 이용해 전기를 만들고 저장할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대차그룹 수석부회장이 그제 만나 전기차 사업 분야에서 협력하기로 했다. 두 사람이 만난 삼성SDI 천안사업장은 차세대 전기차용 ‘전고체 배터리’ 기술개발의 현장이다. 기존 리튬이온 배터리 내부의 액체 전해질을 고체로 바꿔 안정성과 효율성을 높일 수 있다는 점에서 미래 핵심 기술로 꼽힌다. 2017년 기준 330억 달러(약 40조원)였던 배터리 세계시장 규모가 2025년에는 1600억 달러(약 196조원)로 커질 것으로 전망돼 ‘포스트 반도체’로 주목받고 있다. 또 전기차를 포함한 미래차 분야는 문재인 대통령이 지난 10일 취임 3주년 특별연설에서 강력히 육성하겠다고 한 ‘3대 신성장 산업’(시스템반도체, 바이오헬스, 미래차) 중 하나이기도 하다. 코로나19 사태로 경제 위기가 현실화되는 상황에서 세계 초일류 기업이자 국내 대기업 서열 1, 2위 그룹을 이끄는 두 사람의 만남에 지대한 관심이 쏠릴 수밖에 없는 이유다. 특히 4차 산업혁명 시대에서는 산업과 기술 간 융복합이 주요한 화두인 만큼 그동안 상호배타성을 바탕으로 경쟁에 익숙했던 국내 대기업이 협력을 기반으로 관계를 재정립하는 계기가 될 수 있다는 점에서 주목한다. 코로나19 사태 이후 글로벌 공급망 재편에 선제적으로 대비해야 한다는 점과 신산업 성장은 양질의 일자리 창출로 이어질 수 있다는 점에서 각각 충분한 기대를 갖게 한다. 게다가 여당인 더불어민주당은 대기업이 국내 벤처기업에 적극 투자할 수 있도록 규제를 완화하는 방안을 추진하기로 했다. 대기업 지주회사가 벤처캐피탈을 계열사로 둘 수 없도록 한 공정거래법을 바꿔 ‘기업주도형 벤처캐피탈’(CVC)을 만들 수 있도록 한다는 게 핵심이다. 그동안 국내 대기업들은 막강한 현금 동원력에도 불구하고 갖가지 규제 탓에 벤처 투자에 소극적일 수밖에 없었다. 연구개발(R&D)을 활성화해도 투자·회수 시장을 제대로 구축하지 못하면 외국자본에 비해 국내자본이 역차별을 받는다. 이는 배달 애플리케이션인 ‘배달의민족’을 독일계 딜리버리히어로(DH)가 인수하는 과정에서도 드러났다. 신성장 분야에서 강점을 갖춘 국내 대기업과 대기업 간의, 또 대기업과 유명한 벤처기업 간 합종연횡은 세계 시장을 한국이 선도하기 위한 과정으로 인식해야 할 때다. 선진국의 기술과 자본, 개발도상국의 저렴한 노동력에 기반한 ‘글로벌 가치사슬’에 기댄 20세기형 성장 공식이 깨지고 있다. 이런 새로운 가치사슬을 국내서 생성하려면 정부도 규제를 정비하고 지원을 강화하는 방식으로 적극 뒷받침해야 한다.

5G와 인공지능으로 첨단화된 디지털 기술이 코로나 바이러스의 위협으로부터 우리를 구해 줄 수 있을까. 디지털로 가능해진 비대면 만남들이 감염 위험으로부터 우리를 보호해 줄 수 있을까. 디지털 기술 산업지원이 이 경제 위기로부터 우리의 일자리를 지켜 줄 수 있을까. 며칠 전 문재인 대통령의 취임 3주년 연설을 보면서 든 생각이다. 대통령은 디지털 기반 산업을 육성하고 디지털 인프라를 구축해 ‘한국판 뉴딜’을 이끌겠다고 약속했다. 그런데 디지털은 정말 우리를 구원해 줄 수 있을까? 한국의 IT 역량을 한국판 뉴딜을 위한 버팀목으로 삼겠다는 이 희망이 기존의 혁신성장 계획과 크게 다르지 않다는 점은 제쳐 두자. 코로나 위기 이전의 계획에 국난극복이라는 새로운 목표를 하나 더 얻은 것은 아닐까 하는 의심도 미뤄 두자. 데이터 기반 디지털 기업의 일자리 창출 효과가 기존 제조업에 비해 훨씬 미약하다는 통계 자료도 잠시 접어 두자. 무엇보다 이번 정부 계획이 우리가 이 위기를 다시 겪지 않도록 해 주는 방향으로 한 걸음이라도 우리 사회를 진전시키느냐는 질문만 던지고 싶다. 몇 주 전 일거리가 완전히 사라진 이 상황이 다시 또 올까 봐 너무 두렵다고 울먹이던 한 관광버스 기사를 TV에서 보면서 많은 이들이 나처럼 이번이 끝이 아닐 거라고 직감하고 있다고 생각했다. 우리 아이들은 이런 현실을 뉴노멀로 여기고 앞으로 어떻게 살아갈 수 있을까, 마음이 무거웠다. 디지털 인프라를 구축하고 관련 산업을 육성하면 우리는 이런 위기의 재발로부터 점점 멀어질 수 있는 것일까. 코로나 팬데믹은 단지 공중보건의 위기가 아니다. 여러 학자가 주장하듯이, 신종 감염병이 불러온 공중보건의 위기를 넘어 기후변화를 포함한 지구 규모의 생태적 위기의 일부이다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 코로나바이러스를 “중국 바이러스”로, 영국의 보리스 존슨 총리는 “보이지 않는 강도”로 부르며 외부의 적으로 규정했지만, 사실 이는 우리의 삶이 낳은 문제이다. 바이러스를 무도한 침입자로, 인간을 선량한 희생자로 만들고 싶겠지만 이 위기는 익숙한 삶의 방식들을 누리고 받아 든 냉정한 계산서이다. 경쟁력을 이유로 경제적 지구화를 무한히 확장하고, 여유로운 삶을 찾아 때마다 해외여행을 하며, 자연에서 자원을 얻는다는 명목으로 숲을 개간하고 야생의 삶을 침입하고 상업화한 결과이다. 예외적 상태가 아니라 글로벌 자본주의에 익숙한 우리의 삶이 가져온 평범한 결과이다. 디지털 기술은 문제가 되는 삶의 방식을 수정하기보다는 연장하는 것에 가깝다. 디지털 기술은 종이를 사용하지 않고 가상의 비트를 사용하기 때문에 친환경적이라고 생각하지만, 상당한 생태적 흔적을 지구에 남기고 있다. 스마트폰과 전기자동차 배터리에 들어가는 리튬, 전기회로판 재료로 쓰이는 콜탄 등의 광물을 찾는 채굴작업은 아프리카 등 지구 곳곳에서 이뤄지고 있다. ‘토스터 프로젝트’로 유명한 디자이너 토머스 트웨이츠는 우리가 전자기기를 싼값에 이용할 수 있는 것은 이런 채굴작업에서 발생하는 하천오염 등 생태적 비용을 정당하게 지불하지 않기 때문이라고 꼬집은 적이 있다. 데이터를 물리적으로 저장하는 데이터센터의 경우, 서버에 전기를 공급하고 열을 식히기 위해 엄청난 에너지를 소모한다. 최근에 만들어진 기술이지만, 벌써 인간이 사용하는 전기의 1~1.5%를 사용하며 인간이 배출하는 이산화탄소 배출의 0.3%를 차지한다. 우리의 주변 기기들이 더 스마트해질수록 이런 생태적 흔적이 더 커질 전망이다. 일상의 삶이 자동화되고 사물인터넷이 보편화한다는 것은 결국 이런 인간의 생태적 영향이 더 깊어진다는 의미이다. 디지털 산업 육성을 외치면서 코로나 위기가 재발하지 않기를 바랄 수는 없다. 인프라의 디지털화를 지원하면서 미세먼지가 퇴치되길 기대할 수도 없다. 이 위기로 불행을 당한 이들이 많지만, 화석연료가 없어지면 지구가 어떤 모습일지 감히 상상할 수 없었던 것을 매일 느끼고 생각할 수 있게 됐다. 지금 멈춰 선 활동들 중에서 다시 보고 싶지 않은 것들이 무엇인지 상상해 볼 기회도 얻었다. 디지털 뉴딜보다는 훨씬 과감한 정책적 상상을 할 수 있는 때이다.

이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대자동차그룹 수석부회장의 지난 13일 단독 만남이 주목받는 이유는 이들이 단지 국내 대기업 1, 2위 수장이기 때문만은 아닙니다. 현재 세계 전기차와 배터리 시장의 현황과 흐름을 이해한다면, 두 수장이 국내 주력 산업의 앞날을 훤히 꿰뚫어 보고 있고 이와 동시에 똑같이 위기감을 느끼고 있다는 점을 알 수 있습니다. ●전기차의 꿈 ‘전고체 배터리’… 日에 뒤져 전기차 산업은 자동차 뼈대를 만드는 자동차 제조사와 동력원인 2차전지를 만드는 배터리 제조사의 협업으로 굴러갑니다. 내연기관차는 자동차 업체의 엔진 기술력이 중요하지만, 전기차는 배터리 기술력이 7할 이상을 차지합니다. 아무리 자동차가 멋있어도 얼마 못 가 방전돼 버리면 무슨 소용이 있겠습니까. 이처럼 전기차 보급이 확대되면서 배터리의 중요도는 높아졌습니다. 자동차 업체에는 기술력이 뛰어난 배터리사와 손잡는 것이 경쟁력을 높이는 지름길이 됐습니다. ‘LG화학-제너럴모터스(GM)·현대차’, ‘파나소닉-테슬라·도요타’. ‘삼성SDI-BMW’, ‘SK이노베이션-폭스바겐’ 이런 짝짓기도 이미 이뤄진 상태입니다. 현재 배터리 제조사는 전기차용 ‘리튬이온 배터리셀’을 제조합니다. 시장은 LG화학과 일본 파나소닉, 중국 CATL의 3강 구도입니다. 리튬이온 배터리는 에너지 밀도가 높고 수시 충전이 가능하며 카드뮴, 납, 수은과 같은 환경오염 물질을 포함하지 않아 널리 사용되고 있습니다. 하지만 온도가 70℃ 이상 높아지면 폭발할 위험이 있고 전기차의 경쟁력 기준인 최대 주행거리가 짧다는 점이 한계로 지적되면서 이런 단점을 개선한 전고체 배터리가 전기차 시장에서 차세대 배터리로 부각되기 시작했습니다. 최대 주행거리가 휘발유, 경유를 가득 채웠을 때와 맞먹는 800㎞를 웃돌아 ‘꿈의 배터리’로도 불립니다. ●수소연료전지 개발까지 협업하길 문제는 일본이 전고체 배터리 개발에서 이미 한발 앞서 달리고 있다는 점입니다. 도요타는 당장 2022년에 전고체 배터리 자동차를 출시한다는데, 우리는 이보다 7~8년 뒤를 보고 있습니다. 이 부회장과 정 수석부회장의 ‘전고체 배터리 회동’에 마냥 박수만 보낼 수 없는 이유입니다. 앞으로 삼성과 현대차그룹이 ‘K배터리’ 드림팀을 꾸리고 전고체 배터리뿐만 아니라 수소연료전지 개발까지 협업하는 관계가 되길 바랍니다. 그러면 삼성SDI와 현대·기아차가 세계 배터리·자동차 두 시장을 동시에 석권하는 날이 올 수도 있지 않을까요. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

국내 연구진이 생체분자를 순식간에 얼려서 움직임을 파악할 수 있는 기술을 활용해 안터지는 안전한 배터리의 비밀을 풀어냈다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부, 한양대 에너지공학과 공동연구팀은 황화합물 고체전해질 구조를 원자 단위에서 분석함으로써 터지지 않는 배터리의 비밀을 푸는데 성공했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 황화합물 고체전해질은 매우 민감해 내부 분자구조를 관찰하기 위해 전자빔을 조사하게 되면 쉽게 손상된다는 문제가 있다. 이에 연구팀은 이 물질을 영하 170도로 순식간에 얼려 공기와 접촉을 차단하는 방법으로 손상없이 분자구조를 관찰할 수 있게 된 것이다. 이번에 활용한 극저온 투과현미경은 수용액 속 생화학 분자를 영하 200도 이하의 극저온 상태로 급냉각시켜 정밀관찰하는 기술로 최근에는 코로나19 바이러스의 모양을 밝혀내는데 활용되기도 했다. 리튬이온배터리에서 이온이 지나는 통로인 전해질은 주로 액체 상태이기 때문에 폭발위험성이 크다. 이 때문에 고체 전해질을 활용하려는 시도가 많은데 고체전해질은 이온이 이동하기 쉽지 않다는 단점이 있어 배터리 용량과 수명이 떨어지게 된다. 연구팀은 액체질소로 황화합물 고체전해질을 순식간에 영하 170도로 냉각시켜 극저온 투과전자현미경 분석을 실시했다. 순간 냉각했기 때문에 높은 에너지를 갖는 전자빔을 쏘아도 전해질이 손상되지 않게 된다. 연구팀은 다양한 성분을 조합한 황화합물을 합성한 다음 열처리 온도를 다르게 한 다음 이온전도도를 측정했다. 그 결과 이온 전도도가 가장 높은 물질은 극저온 투과전자현미경 분석법으로 관찰한 결과 육각형 모양의 원자 배열이 확인됐다. 이현욱 UNIST 에너지및화학공학부 교수는 “이번에 활용한 기술은 공기와 접촉했을 때 반응성이 커지는 리튬이온배터리를 좀 더 안전하게 만드는데 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “이는 2차전지 산업에 교두보 역할을 하고 바이오나 재료과학 산업 발전에도 기여할 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

차세대 ‘전고체배터리’ 전환 앞두고 협업 논의 ‘한국판 뉴딜’ 호응… 日의 상용화 움직임도 위협 현대·기아차, 삼성 SDI 배터리 주력 탑재 전망 국내 1, 2위 대기업 수장인 이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대차그룹 수석부회장이 13일 전기차산업 협업을 위해 처음으로 단독 회동했다. 이 부회장이 삼성SDI 천안 배터리 공장에 정 수석부회장을 초청하면서 만남이 성사됐다. 두 사람이 사업 목적으로 따로 만난 것도, 정 수석부회장이 삼성 사업장을 찾은 것도 처음이다. 두 사람은 이날 회동에서 전기차 차세대 동력원으로 주목받는 전고체배터리(SSB) 개발 현황과 전망에 대해 의견을 나눴다. 현대차에서는 알베르트 비어만 현대·기아차 연구개발본부 사장, 서보신 상품담당 사장 등이 함께 공장을 찾았고, 삼성에서는 전영현 삼성SDI 사장, 삼성종합기술원장인 황성우 사장 등이 이들을 맞았다. 황 사장은 전고체배터리 기술과 개발 동향을 브리핑했다. 이후 양사 경영진은 삼성SDI의 전기차 배터리 개발 현장을 둘러봤다. 이번 만남은 문재인 대통령이 취임 3주년 특별연설에서 ‘한국판 뉴딜’ 정책으로 시스템반도체, 미래차, 바이오헬스 등 3대 신성장 산업을 더 강력히 육성하겠다고 밝힌 지 사흘 만에 이뤄져 더 주목을 끈다. 글로벌 시장에서 ‘제2의 반도체’로 불리는 배터리 사업의 주도권을 잡기 위해 국내 간판 기업이 전략적 동반자가 되는 첫걸음일 수 있기 때문이다. 현재 세계 전기차 시장은 머지않아 ‘리튬이온 배터리’ 기반에서 ‘전고체배터리’ 기반으로 전환될 가능성이 크다. 특히 삼성SDI는 리튬이온 세계 배터리 시장에서 LG화학에, 현대·기아차는 전기차 시장에서 테슬라, 르노닛산 얼라이언스 등에 각각 밀리고 있어 삼성과 현대차그룹 간 ‘미래차 협업’의 필요성은 명확한 상황이었다.전고체배터리는 양극과 음극 사이의 전해질을 액체가 아닌 고체로 대체한 전지다. 기존 리튬이온 배터리의 전해질은 가연성 액체여서 온도가 높아지면 폭발할 위험성이 컸지만, 전고체배터리의 전해질은 불연성 고체로 돼 있어 발화 가능성이 작다. 특히 전고체배터리는 부피를 절반으로 줄이면서 대용량 구현이 가능해 완전 충전 시 전기차의 최대 주행거리는 800㎞에 달한다. 하지만 전고체배터리 기술을 상용화하는 데에는 더 많은 시간이 필요한 것으로 알려졌다. 배터리 규격 국제 표준화를 비롯해 수명 예측 기술 개발 등이 아직 이뤄지지 않았기 때문이다. 삼성과 현대차 측도 전고체배터리의 상용화 시점을 2030년쯤으로 예상하고 있다. 이런 가운데 세계 리튬이온 배터리 시장에서 한국과 중국에 밀린 일본은 전고체배터리 상용화에 속력을 내고 있다. 특히 전기차 시장에서 테슬라에 밀려 구겨진 자존심을 회복하겠다고 단단히 벼르는 도요타는 전고체배터리를 탑재한 전기차를 2022년까지 출시한다는 목표를 세웠다. 일본의 이런 움직임은 삼성과 현대차에 위협이 될 수밖에 없다. 현대·기아차는 2025년까지 23종의 순수전기차와 21종의 하이브리드 전기차·수소차 등 총 44종의 친환경차를 출시할 계획이다. 하지만 이들 모델에도 기존 리튬이온 배터리가 계속 탑재될 것으로 예상된다. 현대차 관계자는 “이번 방문은 차세대 배터리 기술 방향성에 대한 의견을 교환하고 신기술 현황 등을 공유하기 위한 차원”이라고 말했다. 삼성 관계자는 “삼성의 전고체배터리는 구조적으로 단단하고 안정화돼 있는 차세대 배터리 기술 중 하나”라며 “모빌리티 분야에서의 혁신을 위해 양사 간 협력이 확대되기를 기대한다”고 말했다. 업계에서는 삼성과 현대차의 전략적 배터리 협업으로 전고체배터리의 상용화 시점을 앞당긴다면 한국이 미래차 시장의 지배자가 될 수도 있을 것으로 보고 있다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr정서린 기자 rin@seoul.co.kr [용어 클릭]■전고체배터리(Solid-state battery) 전지 내부 전기를 통하게 하는 전해질이 액체가 아닌 고체로 된 2차전지. 폭발 위험성이 낮고 수명이 길어 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리로 꼽힌다.