전고체 배터리가 주목을 받을 수밖에 없는 이유, 삼성의 월등한 기술력을 알면 누구나 투자하고 싶어 진다.
세계적인 학술지 네이처 에너지에 기재되기도 한 삼성전자 SDI. 삼성전자 종합기술원에서 전고체 수명과 안정성을 높이는 동시에 배터리를 작게 구현하는 원천 기술을 개발하였다.
배터리 F4
기본 지식을 위해 배터리 F4, 즉 4대 소재를 알아보자. 바로 양극, 음극, 분리막, 그리고 전해질이다. 전고체는 바로 전해질과 관련이 있다. 기존 액체 상태로 만들어지던 배터리의 전해질이 고체로 바뀐 배터리가 바로 전고체(전부 고체)이다. 전통적인 리튬 이온 배터리와 전고체 배터리가 어떻게 다를까. 기존 배터리는 좌우로 양극과 음극이 있고 그사이에 분리막이 자리 잡고 있다. 전고체 배터리는 전통적인 분리막이 없고 고체 전해질이 그 자리를 대신하고 있다.
전고체 배터리가 주목받는 이유
차세대 전고차 배터리가 주목받는 이유는 전기차용 배터리 용량이 늘어나야 하기 때문이다. 현재까지 전기차의 주행거리는 내연기관차보다 월등히 뛰어나지를 못하고 간신히 따라가는 정도이다. 주행거리를 늘리는 방법은 배터리 용량이 늘어나야 하는 수밖에 없다. 4차 산업 혁명의 메인인 자율주행 자동차는 전기차 기반으로 밖에 될 수가 없다. 전기차가 내연기관차보다 에너지 효율성이 있고, 들어가는 부품도 적어 공간 활용도가 좋아 자율주행에 적합하다. 실시간으로 정보를 주고받고 명령을 내려야 하기 때문에 전력 사용량이 급증하게 되는데 내연 기관 차로는 감당할 수 있는 수준이 아니다. 자율주행으로 갈 경우 차량 내 데이터 사용이 급증하고 이럴 경우 전기차 배터리 용량의 증대가 필수적이다. 자율주행 소프트웨어를 제작하는 회사들에 따르면 자율주행차가 하루동안 사용한 데이터의 양이 21 테라바이트라고 한다. 삼성의 축구장 4개 크기의 반도체 공장에서 하루 45 테라바이트가 발생한다고 하니 자율 주행 데이터 사용 규모가 어마어마한 것을 느낄 수 있다. 데이터 처리가 많아질수록 전력 소비가 많아지는 것은 당연하다. 배터리 개수를 늘리는 방법으로는 원가가 올라가고 공장도 한정되기 때문에 이런 방법은 실현 가능성이 낮다. 결국은 에너지 밀도를 높여야 하는 것이다. 전고체 배터리 에너지 발전도 기존 방식보다 계속 높은 에너지 밀도를 추구할 수밖에 없다. 전통적인 리튬 배터리 액체 전해질은 온도 변화에 따라 배터리 팽창 때문에 폭발사고, 화재가 일어나지만, 전고체는 온도 변화에 따른 증발이나 외부충격에 따른 누수 위험이 없기 때문에 열과 압력 등 극한 외부적 요인에 구애받지 않고 정상적으로 작동이 가능하다. 4차 산업혁명 시대의 초핵심 기술이 될 전고체 배터리, 미래 산업과 후손들의 먹거리를 책임 질 기술이기에 세계 각국의 기업들과 삼성 SDI가 앞다투어 기술개발에 열을 올리고 있다.
