전고체 배터리란? 국내 상용화 개발업체 레몬 기업 정리

전기자동차 수요가 글로벌 주요 시장에서 급속히 늘어나면서 전기차 배터리에 들어가는 핵심 소재 시장 규모도 빠르게 커지고 있어 배터리 업체들은 차세대 제품 개발에 박차를 가하고 있습니다. 

 

이에 전기차 배터리 시장에서 리튬이온 안전성과 리튬 광물 조달 불안전성으로 점차 전고체 배터리에 대한 관심이 더욱 높아지고 있습니다. 액체인 리튬이온배터리의 전해질을 고체로 바꾼 것이 전고체 배터리입니다.  

 

오늘은 전고체 배터리란 무엇인지 알아보고 전고체 배터리 상용화 부분과 개발업체 레몬의 기업현황 및 정보를 알아보도록 하겠습니다. 

 

전고체 배터리란 국내 상용화 개발업체 정리

 

 

전고체 배터리란?

전고체 배터리는 전통적인 리튬 이온 배터리와는 다른 형태의 배터리로, 전해질이 액체가 아니라 고체인 배터리입니다.

 

기존의 리튬이온배터리는 양극과 음극 사이에 접촉을 방지하는 분리막이 있고, 액체 전해질이 양극, 음극, 분리막과 섞여 있는 형태이지만 전고체 배터리는 수용체와 지지체 모두 고체로 돼 있어 화재와 폭발 위험이 낮은 데다 공정도 용이하고 가격이 싸서 전기차 업계에서 '꿈의 배터리'라고 불려왔습니다.

 

 

 

더불어 전고체 배터리는 긴 수명, 높은 충전 속도, 광범위한 작동 온도 범위 등의 특성을 가지고 있습니다. 이러한 이점들로 인해 꼭 전기차뿐만 아니라 스마트폰, 노트북 등 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다. 

 

전고체 배터리란?

 

 

전고체 배터리 상용화

전고체 배터리는 안전성 및 가격 외 용량 면에서도 기존 배터리보다 우위에 있습니다. 이에 전기차를 제조하는 회사들은 전고체 배터리는 직접 만들겠다는 의지를 표명하고 있습니다. 

 

도요타와 폭스바겐은 2025년 양산을, 현대자동차와 BMW는 2025년 시범 생산 후 2030년 양산을 목표로 하겠다고 밝혔으며 제너럴모터스(GM)도 2030년 본격 양산을 목표로 두고 있고, 포드 또한 차세대 배터리 내재화를 선언한 상태입니다. 

 

 

하지만 전고체 배터리를 단기간 내 개발하기는 쉽지 않다는 게 업계의 중론입니다. 기존의 ‘고분자 고체 전해질’은 상온에서 리튬이온 전도도가 낮고 전극과의 안정한 계면 형성이 어려워 이차전지의 성능이 하락하는 문제는 전고체 고분자 전지의 상용화에 걸림돌이 되고 있습니다. 

 

전고체 배터리 상용화

 

 

전고체 배터리 개발업체 레몬 

코스닥 상장 기업 레몬은 자사가 개발한 나노섬유 전해질 지지체를 적용한 결과, 배터리 약점으로 꼽히던 성능과 수명이 개선되는 것으로 나타났다고 전했습니다.

 

코스닥 상장기업 레몬, 전고체 배터리의 주목으로 높은 상승세를 보여주고 있다.

 

더불어 이러한 전지 성능 평가를 통해 얻은 배터리 성능·수명 개선 결과를 담은 논문을 전지 분야 국제 저명 학술지 ‘저널 오브 파워소스(Journal of Power Sources)’에 3월 2일 게재했다고 밝혔습니다. 

 

 

 

그동안 낮은 이온 전도도와 이차전지 성능 저하 등이 전고체 배터리 상용화의 걸림돌로 지적됬습니다. 그러나 이번 논문에 따르면 레몬은 이번 평가를 통해 성능 저하에 대한 우려를 불식시켰다고 밝혔습니다. 

 

또한, 레몬의 양산라인에서 생산한 PVDF(폴리비닐리덴플로라이드) 나노섬유와 폴리에스터(PET) 마이크로 섬유 부직포를 결합한 지지체에 전해질을 충전시켜 얻은 고체 전해질 지지체는 수명이 2000시간 이상 지속되는 것으로 확인됐다는게 회사 측 설명입니다. 

 

더불어 레몬은 국내외 다수 기업과 나노섬유 전고체 전해질 지지체를 적용한 상용화 제품의 개발을 위해 다양한 평가를 진행하고 있다고 전했습니다. 

전고체 배터리 개발업체 레몬