차세대 전기차 배터리(이차전지) 상용화를 위한 현대자동차그룹(현대차)의 도전이 계속되고 있다. '더 좋은' 배터리를 선점하기 위해 글로벌 완성차업계가 너도나도 배터리 역량 강화에 뛰어들면서다. 물론 기술 개발부터 상용화까지는 충분한 시간이 필요할 것으로 예상되지만, 이에 앞서 현대차가 차근차근 기틀을 마련하고 있다는 평가가 나온다. 
 
 
8일 완성차업계와 배터리업계에 따르면 전기차 배터리 시장에서 현재 가장 높은 비중을 차지하는 건 리튬이온 배터리다. 일반적으로 전기차 배터리는 분리막, 양극재, 음극재, 전해질 등의 핵심소재로 구성된다. 이때 리튬이온 배터리의 경우 전해질에 휘발성이 높은 액체가 사용돼 열이나 충격에 취약하다는 문제가 제기된다. 전기차 화재사고의 주 원인으로 배터리가 지적되는 이유도 여기에 있다.  
 

이러한 단점을 해결하기 위해 차세대 배터리에 관심이 모이기 시작했다. 대표적으로 전고체 배터리가 있다. 전고체 배터리는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체해 리튬이온 배터리의 화재 위험을 줄이고 주행거리를 늘릴 수 있다는 장점 덕분에 '꿈의 배터리'로도 불린다. 
 
현재까지 완성차업체 중 전고체 배터리 상용화에 가장 앞서나간다는 평을 받고 있는 건 도요타다. 도요타가 보유한 전고체 배터리 관련 특허는 1000개가 넘는 것으로 알려졌다. 2008년부터 파나소닉과 전고체 배터리를 공동 개발해 온 도요타는 전고체 배터리를 탑재한 콘셉트카 시제품을 최근 공개한 바 있다.  
 
글로벌 완성차업체들도 차세대 배터리 분야에 투자하는 금액을 늘리고 있다. 독일 폴크스바겐은 15분 이내에 80%를 충전할 수 있는 전고체 배터리의 개발 실험 결과를 발표했던 미국 전기차 배터리 스타트업 퀀텀스케이프에 3억 달러(약 3550억원) 가량을 투자했다. 
 
 

 
현대차 또한 차세대 배터리 스타트업과의 적극적인 협업을 이어나가고 있다. 현대차는 미국 전고체 배터리 스타트업인 솔리드에너지시스템(SES)에 올해 초 1억 달러(약 1183억원)를 투자해 기술협력을 추진하고 있다. 
 
최근 SES는 리튬이온 배터리와 전고체 배터리, 두 배터리의 장점을 모은 하이브리드 리튬메탈 배터리 107Ah(암페어아워)용 ‘아폴로(Apollo)’를 소개해 주목받기도 했다. 아폴로의 에너지 밀도는 ㎏당 417와트시(Wh)로 전기차에 일반적으로 사용되고 있는 리튬이온 배터리의 약 1.4배 수준이며, 충전 시간은 12분 만에 10%에서 90%까지 충전하는 초고속 사양으로 소개됐다. 
 
뿐만 아니라 현대차는 학계와 공동으로 배터리 연구센터 설립도 추진할 계획이다. 현대차그룹과 서울대학교는 '현대차그룹-서울대 배터리 공동연구센터' 설립 및 중장기 공동연구를 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 지난 3일 밝혔다. 공동연구센터는 ▶배터리 관리 시스템(BMS) ▶전고체 배터리(SSB) ▶리튬메탈 배터리(LMB) ▶배터리 공정기술 등 4개 분야를 중심으로 공동연구를 할 것으로 알려졌다. 
 
현대차그룹은 공동연구 지원을 위해 향후 10년간 300억원 이상을 투자할 전망이다. 특히 2022년 말까지 서울대에 현대차그룹-서울대 배터리 공동연구센터 전용 연구공간을 구축하고 최고 사양의 실험 장비를 설치한다는 방침이다. 
 
다만 차세대 배터리의 '상용화 시점'에 대한 의구심은 여전하다. 차세대 배터리가 게임 체인저가 될 것이라는 전망은 계속되지만 비싼 가격, 대량 생산의 어려움 등 해결할 문제가 아직 남았다.
 
이에 대해 김필수 대림대학교 교수(자동차학과)는 “(전고체 배터리는) 가격의 경제성 등 해결할 난제가 많기 때문에 업계에서는 상용화까진 10년 정도 걸릴 것으로 예상하고 있다”면서도 "전고체 배터리는 같은 무게에 담을 수 있는 에너지 밀도가 리튬이온 배터리보다 높아 주행거리를 늘릴 수 있고, 외부의 충격에 대해 잘 견딜 수 있어 안전도 높아 게임 체인저가 될 것은 확실해 대비할 필요가 있다”고 설명했다. 

임수빈 기자 im.subin@joongang.co.kr

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