수원연구소에 2천평규모 파일럿라인 착공
상용화 수준 수율 및 경제서 확보는 관건
[이투뉴스] 삼성SDI가 이차전지 산업의 '게임체인저(Game Changer)'로 불리는 전고체전지로 승부수를 띄운다. 전고체전지는 리튬이온배터리의 에너지밀도와 안전 문제를 해결할 차세대배터리로 주목받고 있지만, 기술적 난제로 상용화가 지체되고 있는 상태다.
삼성SDI는 경기도 수원시 영통구 소재 SDI연구소에 2000평 규모의 전고체전지 파일럿라인을 건립하기로 하고 최근 이 시설을 착공했다고 14일 밝혔다. 국내 배터리 3사(삼성·LG·SK) 가운데 상용화를 전제로 전고체 실증라인을 건립한 것은 삼성이 처음이다.
삼성SDI는 Solid(고체), Sole(독보적인), Samsung SDI의 첫글자만을 따 전고체전지 실증라인의 이름을 'S라인'으로 명명했다. 전고체전지 전용 극판과 고체 전해질 공정 설비, 전지 내부 이온전달이 원활히 이뤄지도록 만들어주는 셀 조립 설비 등 전용 인프라를 갖출 계획이다.
전고체전지는 리튬이온전지의 핵심 소재 중 하나인 액체 전해질을 고체화 한 차세대 전지다. 배터리 이상으로 내부온도가 급격하게 상승할 경우 기화·팽창해 열폭주를 일으키는 유기용매가 없어 불이 붙지 않고 화재 시 안전성이 향상된다.
또 음극을 흑연이나 실리콘 대신 리튬금속으로 대체해 에너지밀도를 높일 수 있다. 배터리업계에 의하면 리튬배터리의 이론적 에너지밀도 한계는 kg당 300Wh 안팎이지만 전고체는 이를 500Wh 내외까지 높일 수 있다.
에너지밀도가 높으면 그만큼 전기차 주행거리를 늘릴 수 있고 ESS로 활용 시 체적을 줄일 수 있다.
현재 전고체배터리는 도요타·파나소닉 등 일본기업이 상용화 연구를 주도하고 있으나 아직 수율이나 경제성을 확보하지 못하고 있다. 삼성SDI는 그간 고체전해질 설계와 합성으로 전고체전지 시제품을 만드는 등 지속적인 연구개발을 추진해 왔다.
독자 리튬금속 무음극 구조를 개발해 업계 최고 수준의 에너지밀도와 안전성을 확보했다는 평가다.
최윤호 삼성SDI 사장은 "이번에 착공한 S라인은 초격차 기술 경쟁력과 최고의 품질 확보로 삼성SDI가 수익성 우위의 질적 성장을 이뤄 진정한 1등 기업으로 우뚝 서기 위한 초석이 될 것"이라고 말했다.
이상복 기자 lsb@e2news.com