2025 전고체전지 전해질 및 제조의 현황과 전망

리튬이온전지의 한계

현재 가장 널리 사용되고 있는 리튬이온전지(lib)의 성능은 전기차에 대한 폭발적인 수요에 힘입어 끊임없는 기술개발에 의해 개선되어 왔으며, 특히 에너지밀도는 350Wh/kg이 넘는 수준으로 비약적으로 향상되었다.

 

높은 에너지밀도는 그만큼 화재나 폭발 위험성을 내포하고 있으며 리튬이온전지는 기계적 손상, 과방전, 과충전으로 인해 전기적 결함, 내부과열, 열 방출 등이 발생하여 열폭주 등 폭발적인 반응이 일어날 수 있다.

 

리튬이온전지의 대체재 : 전고체전지

다양한 위험을 차단하기 위해 고체전해질을 적용한 차세대 전지기술로 전고체전지가 대안으로 자리잡고 있다. 전고체전지의 가장 큰 장점으로는 「우수한 안전성」「높은 에너지밀도」「고출력」「넓은 사용온도」「급속 충전」이라고 말할 수 있다.

 

폭발의 위험에서 자유롭고, 0℃ 이하의 저온이나 60~100℃ 고온에서도 안전하고 안정적으로 작동하여 적용 분야를 확대할 수 있는 장점을 가지고 있다.

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전고체 전지의 전망 :  세계와 한국

SNE Research의 예측에 따르면 전세계 전고체전지 시장규모는 ’30년 122GWh로 성장하여 1.6%의 침투율을 보이며, ’35년에는 493GWh로 성장하여 전체 전지의 6.1%를 차지할 것으로 전망된다.

 

우리나라를 비롯한 미국, 중국, 일본 및 유럽 각국 정부도 차세대전지의 기술 확보 및 선점을 위해 국가적 차원의 지원 정책을 통해 대응을 하고 있으며,

 

우리나라의 경우, ’24년 하반기부터 전고체 등 차세대 배터리 3종 지원 프로그램을 통해 ’28년까지 1172억원을 투자한다고 발표한 바 있다.

 

전고체 전지의 기술개발 : 상용화

이차전지의 패러다임이 전고체전지로 급속히 변하는 상황에 대비하기 위해서는 전고체전지와 관련된 핵심소재 및 양산기술에 대한 선제적인 기술개발이 필요하다.

 

전고체전지는 기존 배터리의 단점을 극복할 수 있는 잠재력이 있지만, 이온 전도성, 계면 안정성, 대량 생산 기술, 가격 경쟁력 등 여전히 여러 도전 과제가 남아 있다.

 

전고체전지의 상용화에 대한 예측이 대부분의 업체의 경우, 2030년경으로 계획하고 있는 데는 고체전해질의 높은 가격뿐만아니라 상용화 적용에 아직 이르지 못한 소재개발 못지 않게, 아직 확립되지 않은 제조(생산)기술에도 큰 이유가 있다.

 

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