전고체 배터리 정의와 전고체 배터리 관련주

전고체 전지는 전지 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체한 차세대 배터리다.

전고체 배터리란?

리튬이온 배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해질로 구성된다. 현재 스마트폰이나 전동공구, 전기자전거, 전기자동차 등에 사용하는 리튬이온 배터리는 액체 상태의 전해질을 사용하고 있다. 이와 달리 전고체 배터리는 전해질이 액체가 아닌 고체 상태인 배터리다.

구조적으로 살펴보면 현재 사용하고 있는 대부분의 리튬이온 배터리는 양극과 음극 사이에 접촉을 방지하는 분리막이 위치하고 액체 전해질이 양극, 음극, 분리막과 함께 있지만, 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질이 포함되면서 고체 전해질이 분리막의 역할까지 대신하고 있다.

리튬이온 배터리를 사용함에 있어 사용자들이 가장 우려하는 부분은 바로 안전성이다. 현재의 리튬이온 배터리는 액체 전해질을 사용하다 보니 온도 변화로 인한 배터리의 팽창이나 외부 충격에 의한 누액 등 배터리 손상 시의 위험성이 존재하기 때문에 안전성을 높이기 위한 부품이나 장치들이 필요하다.

이에 반해 전해질이 고체인 전고체 배터리는 구조적으로 단단해 안정적이며, 전해질이 훼손되더라도 형태를 유지할 수 있기 때문에 더욱 안전성을 높일 수 있다.

전고체 배터리를 필요하는 이유

전기차의 성능에서 제일 중요한 것은 배터리 용량이다. 이런 전기차 배터리 용량을 높이는데 전고체 배터리가 필요하다.

이미 많은 시장조사기관에서는 앞으로 전기차가 내연기관차를 대체해 자동차 업계의 주류로 성장할 것이라고 예측하고 있다. 그리고 전기차가 확실한 대세가 되기 위해서는 현재의 내연기관차와 비슷한 수준의 주행거리를 구현해야 하고, 이를 위해 핵심부품인 전기차용 배터리 용량을 증가시키는 것이 무엇보다 중요하다.

배터리의 용량을 늘리는 방법은 두 가지가 있는데 첫 번째는 배터리의 개수를 늘리는 것이다. 이 경우에는 한정된 전기차 플랫폼 공간에 적재할 수 있는 배터리 개수의 한계가 있기 때문에 아무리 최적의 적재방법을 찾는다고 해도 한계점은 존재하게 된다.

배터리 용량을 늘리는 다른 방법은 전고체 배터리를 이용하는 것이다. 전고체 배터리는 기존의 리튬이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 높다. 폭발이나 화재의 위험성이 사라지기 때문에 안전성과 관련된 부품들을 줄이고 그 자리에 배터리의 용량을 늘릴 수 있는 물질을 더 채울 수 있다. 에너지 밀도 가 높다는 것은 배터리 용량이 크다는 것이랑 비슷한 의미이다.

전고체 배터리로 전기차 배터리 모듈, 팩 등의 시스템을 구성할 경우, 부품 수의 감소로 부피당 에너지 밀도를 높일 수 있어서 한정된 공간에 배터리 용량을 높여야 하는 전기차에 안성맞춤이다.

전고체 배터리는 안정성 문제 때문이라도 개발을 해야한다. 코나EV 화재로 인해 전기차의 안정성이 이슈가 되었다. 아직 무엇이 문제가 있는지 확실하게 밝혀지지는 않았지만 리튬이온배터리가 폭발에 위험성에 대해서는 전고체배터리보다 높다는 것은 사실이다.

현재 리튬이온 배터리를 사용함에 있어 가장 우려하는 부분은 바로 안전성이다. 현재의 리튬이온 배터리는 액체 전해질을 사용하다 보니 온도 변화로 인한 배터리의 팽창이나 외부 충격에 의한 누액 등 배터리 손상 시의 위험성이 존재하기 때문에 안전성을 높이기 위한 부품이나 장치들이 필요하다. 전고체배터리는 구조적으로 단단하기 때문에 폭발에 위험에 대해서 안전하다.