[Tech 스토리] 현대차 정의선 수석부회장이 주목한 '전고체 배터리'

기사입력 : 2020년07월26일 06:54

최종수정 : 2020년07월26일 09:18

외부 충격에 의한 배터리 손상 및 화재 위험 크게 낮춰
전기차 주행거리 획기적 증가…도심형 항공기에도 유용
아직은 걸음마 수준...삼성SDI "2027년 이후 상용화"

[편집자주] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 김선엽 기자 = 이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대차 수석부회장이 올해 5월과 7월 두 차례 만났습니다. 첫 만남은 삼성SDI 천안사업장, 두 번째는 현대차그룹 남양연구소에서 회동했습니다.

두 번의 회동에서 빠지지 않은 메뉴가 '전고체 배터리'입니다. 재계 1~2위 총수는 왜 전고체 배터리에 지대한 관심을 가진 것일까요. 전고체 배터리 개발을 준비 중인 삼성SDI의 도움을 받아 전고체 배터리에 대해 알아보겠습니다.

◆ 전고체 배터리란 무엇인가?

전고체 배터리를 알아보기 전에 리튬이온배터리의 4대 구성 요소에 대해 먼저 알아보겠습니다. 리튬이온배터리의 4대 구성요소는 양극, 음극, 분리막, 전해질입니다. 양극과 음극 사이를 리튬이온이 이동하면서 전기를 발생시키는 것이죠.

현재 우리가 스마트폰이나 전동공구, 전기자전거, 전기자동차 등의 어플리케이션에 사용하는 리튬이온배터리의 경우는 액체 전해질을 사용하고 있습니다.

이에 반해 전고체 배터리는 바로 이 배터리의 4대소재 중 전해질이 액체에서 고체로 바뀐 배터리입니다.

<출처=삼성SDI>

구조적으로 살펴보면 리튬이온배터리의 경우는 양극과 음극 사이에 접촉을 방지하는 분리막이 위치하고 액체 전해질이 양극, 음극, 분리막과 함께 있지만, 전고체 배터리의 경우는 분리막 대신 고체 전해질이 분리막의 역할까지 대신하고 있습니다.

리튬이온배터리를 사용함에 있어 사용자들이 가장 우려하는 부분은 바로 안전성입니다. 액체 전해질을 사용하다 보니 온도 변화로 인한 배터리의 팽창이나 외부 충격에 의한 누액 등 배터리 손상 시 화재나 폭발 등의 위험성이 존재합니다.

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

전기차용 전고체 배터리 시장 전망<출처=삼성SDI>

◆ 전기차 주행거리 획기적으로 늘려…현대차 UAM에도 유용

그렇다면 왜 많은 배터리 업체들이 차세대 배터리인 전고체 배터리 개발에 역량을 집중하고 있을까요?

그것은 바로 전기차용 배터리 용량을 높여야 하기 때문입니다.

앞으로 전기차가 내연기관차를 대체해 자동차업계의 주류로 성장할 것이라는 사실은 많은 시장조사기관에서 예측하고 있습니다. 전기차가 확실한 대세가 되기 위해서는 핵심부품인 전기차용 배터리 용량을 증가시키는 것이 무엇보다 중요합니다.

전기차용 배터리 용량이 늘어나야 하는 첫번째 이유는 바로 주행거리입니다. 현재 운행 중인 전기차의 주행거리는 내연기관차의 600~700km를 따라가지 못하고 있습니다.

배터리의 용량을 늘리는 방법은 두가지가 있는데 첫번째는 배터리의 개수를 늘리는 것입니다. 하지만 이 경우는 배터리 가격 상승과 공간 효율성을 저해시키기 때문에 실현하기 어렵습니다.

전고체 배터리는 리튬이온배터리에 비해 에너지 밀도가 높은데요, 그 이유는 바로 폭발이나 화재의 위험성이 사라졌기 때문에 안전성과 관련된 부품들을 줄이고 그 자리에 배터리의 용량을 늘릴 수 있는 활물질을 채웠기 때문에 에너지 밀도가 높아진 것입니다. 그만큼 공간 활용도가 높다고 볼 수 있지요.

전기차의 주행거리를 비약적으로 늘리기 위해서는 전고체 배터리가 안성맞춤이라고 전문가들은 지적합니다. 글로벌 전기차 시장을 선도하기를 꿈꾸는 정의선 수석부회장으로선 전고체 배터리에 끌릴 수밖에 없겠죠.

[서울=뉴스핌] 김기락 기자 = 정의선 현대차그룹 수석 부회장이 1월 CES에서 도심 항공 모빌리티에 대해 설명하고 있다 [사진=김기락 기자] 2020.06.29 peoplekim@newspim.com

전고체 배터리가 유용하게 쓰일 또 다른 분야는 도심형 항공기(Urban Air Mobility)입니다.

현대차그룹은 1월 미국 CES에서 5인승 개인용 비행체 'S-A1'를 공개한 바 있습니다. 활주로 없이도 비행이 가능한 전기 추진 수직이착륙(eVTOL) 기능을 탑재, 최대 약 100km 거리를 비행할 수 있고 최고 속도는 시속 290km입니다.

배터리 업계에선 전기차 배터리로 주로 사용되는 리튬이온전지 대비 에너지 밀도를 높이면서도, 무게를 낮출 수 있는 전고체 배터리를 도심형 항공기의 차세대 에너지원으로 꼽고 있습니다.

현대차 그룹은 2030년까지 도심형 항공기를 상용화 한다는 계획을 갖고 있습니다. 삼성이 적시에 전고체 배터리를 공급할 수 있다면 현대차의 도심형 항공기 사업에 더욱 속도가 나겠죠.

◆ 아직은 걸음마 수준...삼성SDI "2027년 이후 상용화"

전고체 배터리 개발에 많은 자동차 제조사와 배터리∙소재 업체들이 뛰어들었지만 아직 걸음마 단계입니다.

일본 토요타가 2008년 전고체 배터리 연구를 시작했고 2022년까지 전고체 배터리를 상용화하겠다고 밝혔습니다. 독일 폭스바겐 역시 미국의 퀀텀스케이프와 BMW는 솔리드파워와 각각 협력해 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 2025~2026년경 출시할 계획을 밝히기도 했습니다.

하지만 업계에서는 아직 리튬이온배터리를 대체할 만한 수준의 개발이 이뤄지지 않았고, 현재로서는 에너지밀도가 낮고 수명, 가격은 비싸기 때문에 전고체 배터리 양산은 2025년 이후에나 가능할 것으로 전망하고 있습니다.

[서울=뉴스핌] 김선엽 기자 = 2020.07.23 sunup@newspim.com

대표적인 글로벌 배터리 기업인 삼성SDI도 전고체 배터리 개발에 집중하고 있지만 현재는 요소기술 개발단계로 상용화는 2027년 이후로 예상하고 있습니다.

한편 지난 3월 삼성전자 종합기술원은 1회 충전으로 주행거리 800km, 1000회 이상 충방전이 가능한 전고체 배터리 연구결과를 공개하기도 했습니다. 전고체 배터리의 수명과 안전성을 높이면서도 크기는 반으로 줄일 수 있는 원천 기술을 담고 있는 이 연구내용은 세계적인 학술지 '네이처 에너지(Nature Energy)'에 게재되기도 했습니다.

삼성SDI는 "전기차가 더 멀리, 안전하게 주행하기 위해서는 전고체 배터리 개발은 꼭 필요하다고 볼 수 있다"며 "아직은 초기 단계로 상용화까지는 많은 시간과 난관이 있을 수 있지만 삼성SDI는 '초격차' 기술 개발을 위해 최선을 다하겠다"고 밝혔습니다.

sunup@newspim.com

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尹대통령 국정 지지율 30.1%…부정평가 66.7% '경고등' [서울=뉴스핌] 김종원 전문기자 = 윤석열 대통령의 국정 지지율이 30.1%가 나왔다. 지난 2주 전 뉴스핌 정기 여론조사 38.1%보다 8%포인트가 빠졌다. 반면 부정 지지율은 66.7%로 2주 전 59.3%보다 7.4%포인트가 오른 70%에 육박했다. 정부·여당의 4·10 22대 총선 참패에 따른 국정 심판 여파가 아직도 전 연령과 전국에 부정적 영향을 미치는 것으로 보인다. 국민 10명 중 7명 가까이 윤 대통령의 국정 운영에 대해 부정적 여론이 거센 상황에서 취임 2년을 맞는 윤 대통령의 국정 동력 확보에 경고등이 켜졌다. 이번 정례 여론조사는 뉴스핌 의뢰로 미디어리서치가 지난 4월 29일부터 30일까지 이틀 간 전국 만 18살 이상 남녀 1006명을 대상으로 실시했다. 4·10 총선 민의에 따른 윤 대통령과 제1야당 더불어민주당 이재명 대표 간의 지난 29일 첫 영수회담 결과는 아직 민심에 온전히 반영되지 않아 좀 더 여론의 추이를 봐야 할 것으로 보인다. 이번 정례 조사에서 '매우 잘하고 있다' 15.2%, '잘하고 있는 편' 14.9%로 국정 긍정 평가는 30.1%였다. 4·10 총선 직후 2주 전인 지난 4월 15·16일 뉴스핌 정기조사 때 긍정평가 38.1%보다 8%포인트 하락했다. 윤 대통령의 국정 운영에 대한 긍정 지지율이 뉴스핌 정기 여론조사에서 30%선이 무너질 위기에 처했다. 사실상 국정 장악과 국정 운영 동력 확보에 빨간불이 들어왔다. 부정평가는 '매우 잘 못하고 있다' 57.2%, '잘 못하는 편' 9.5%로 국민 10명 중 7명에 가까운 66.7%였다. 지난 2주 전 조사 59.3%보다 7.4%포인트가 많아졌다. 윤 대통령의 국정 운영에 대한 긍·부정 격차는 지난 2주 전 조사와 비교해서 21.2%포인트에서 36.6%포인트로 크게 벌어졌다. 연령대별로 보면 30대에서 부정평가가 79.2%로 가장 높았다. 40대 77.4%, 50대 70.4%로 30·40·50세대 10명 7명이 윤 대통령 국정 운영에 대해 부정적이었다. 70대 이상에서만 부정 41.0%, 긍정 48.0%로 긍정 평가가 조금 앞섰다. 지역별로는 정부와 여당인 국민의힘의 전통 지지층인 대구경북(TK)에서도 긍정 40.9%, 부정 54.4%로 부정 수치가 10%포인트를 훌쩍 넘어섰다. 부산울산경남(PK)에서는 긍정 35.5%, 부정 61.6%로 긍·부정 격차가 절반 가까이 됐다. 광주전남전북 호남에서는 부정 80.9%, 긍정 16.5%로 10명 중 8명이 부정적이었다. 정당별 지지층에서도 지지층이 없는 무당층의 69.1%가 부정, 긍정 27.9%로 10명 중 7명 가까이가 부정적 평가였다. 김대은 미디어리서치 대표는 윤 대통령의 국정 지지율이 크게 떨어진 이유에 대해 "지난달 29일 이재명 야당 대표와 취임 후 700여 일 만에 첫 영수회담을 했지만 국론 분열과 민생 위기를 타개할 뚜렷한 해법은 없었다"고 분석했다. 김 대표는 "오히려 4·10 총선 참패 이후 단행한 대통령실 비서실장에 찐윤' 인사를 임명하는 등 윤 대통령의 변하지 않는 일방적·독선적 국정운영 스타일과 함께 답이 보이지 않는 의대 증원 문제에 대한 국민 피로감이 커졌다"고 진단했다. 그러면서 김 대표는 "물가 상승으로 인한 민생 경제 불안감 등 여론이 악화되면서 지지층 마저 대거 이탈하며 대통령의 국정 지지율이 추락했다"고 분석했다. 이번 조사는 무선(100%) 가상번호 임의걸기(RDD) 자동응답(ARS) 방식으로 진행됐다. 신뢰 수준은 95%에 표본 오차 ±3.1%포인트, 응답률은 2.9%다. 자세한 조사 내용은 미디어리서치 홈페이지와 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. kjw8619@newspim.com 2024-05-02 06:00

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"몸 힘들어도 환자 위했는데, 공공의 적 됐다" 전공의 '울먹' [서울=뉴스핌] 방보경 노연경 기자 = 의과대학 학생, 전공의 등은 정부가 독단적 정책을 추진하고 있다고 지적하면서 현장의 목소리를 반영해야 한다고 주장했다. 특히 전공의 대표는 '정부가 우리를 악마화하는 과정에서 (환자와의) 신뢰를 깨고 있다'고 호소하기도 했다. 서울의대·서울대병원 교수협의회 비상대책위원회(서울의대 비대위)가 30일 개최 의료개혁 관련 긴급 심포지엄에서 박재일 서울대병원 전공의 대표는 "국민 위한 의료개혁이 올바른 방향 무엇인가를 고민했는데, 공공의 적이 돼버렸다"며 울먹였다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 30일 오전 서울 종로구 서울대학교 병원 제일제당홀에서 열린 서울의대-서울대병원 교수협의회 비대위 긴급 심포지엄에 의료진들이 참석해 있다. 2024.04.30 pangbin@newspim.com 이날 열린 심포지엄은 의대 정원 확정을 앞두고 이뤄졌다. 교수들은 의료대란의 배경 및 정부에 제시할 정책 대안을 짚었다. 김민호 서울대 의과대학 학생회장과 박재일 서울대병원 전공의대표 역시 자리에 참석해 입장을 표명했다. 특히 박 대표는 혈액종양내과에서 일해오면서 느꼈던 개인적인 소회를 털어놨다. 박 대표는 "수련받으면서 몸이 힘든 시간이 있었지만, 몸이 힘들수록 내 환자의 몸은 건강해질 거라고 믿었다"고 했다. 그는 "내과 1년차 때 맡았던 환자에게 매일 울면서 어떤 말을 해드려야 하는지 머릿속으로 생각했다. 신을 믿지 않지만 인생에서 처음으로 기도를 했다"며 "(그분을 볼 때마다) 복도로 다시 나와서 심호흡하고 커튼까지 갔다가 돌아오는 걸 반복했다"며 개인적인 경험을 공유했다. 박 대표는 "2년 후 그분이 완치된 것을 보고 힘든 상황에 환자들 곁에 있고 싶어서 혈액종양내과를 지원했다"며 "회복한 환자들의 감사인사와 편지를 마음속에 품는데 정부는 전공의를 악마화해서 국민 간의 갈등을 부추기고 있다"며 말을 잇지 못했다. 이어 "자부심과 긍지 갖고 환자 곁에서 일할 수 있는 시스템을 만들어 달라"며 "기피과가 있다면 시스템 개선해서 모든 전공의들이 소신껏 지원할 수 있도록 해달라"고 했다. 박 대표의 발표가 끝나자 30초 이상의 큰 박수소리가 이어졌다. 박 대표는 자리로 돌아간 뒤에도 휴지를 손에 쥐고 연신 눈물을 닦았다. 동료 전공의로 보이는 몇몇은 눈물을 훔치기도 했다. 방재승 분당서울대학교병원 교수는 "교수이자 선배의사로서 부끄럽기도 하고 마음이 심란하다. 전공의 대표가 저렇게 슬픈 모습 보이는 것은 진심이 아니면 나올 수 없다"며 "정부는 전공의 복귀를 이야기하기 전에 진실된 마음으로 의대생과 전공의에게 사과해야 한다"고 말했다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 30일 오전 서울 종로구 서울대학교 병원 제일제당홀에서 열린 서울의대-서울대병원 교수협의회 비대위 긴급 심포지엄에 의료진들이 참석해 있다. 2024.04.30 pangbin@newspim.com 박 대표는 발표에서 정부가 전문직, 수련생, 노동자 등의 정체성이 혼재된 전공의의 입장을 철저히 무시하고 있다고 주장했다. 그는 "의료계는 오래전부터 의료체계 문제점 분석해 정부에게 해결책을 제시해 왔다. 하지만 정부는 보건의료정책 심의위원회에서도 알 수 있듯, 의료계 현장 목소리를 중요하게 생각하지 않았다"고 했다. 특히 "타국과 비교했을 때 전문가 의견 태도가 반영되지 않았고, 의료개혁특별위원회까지 지속됐다"며 "정부는 의료체계 전반적 문제점을 잘못 진단하고 엉뚱한 해결책을 내놓고 있다"며 초기 진단과정부터 되짚어봐야 한다고 강조했다. 김민호 의과대학 학생 대표 역시 정부가 의료계와 교육에 대한 이해도가 낮다는 점을 지적했다. 김 대표는 "정부는 필수의료만이 국민의 건강을 위해 필요하며, 비필수의료는 시스템을 왜곡하는 주범인 양 몰아가고 있다"며 "저수가 박리다매 의료 시스템이 고성장 시대가 끝나자 통째로 무너져내리고 있는데, 이를 정부가 좁고 자의적인 범위로만 보고 있다"고 했다. 이어 "증원으로 교육 질 저하, 의료 질 저하 발생하면 책임 결과 또한 의료인이 같이 안게 된다"며 "학생들은 (정부 정책이) 의료와 의학을 위하는 진심 어린 정책이 아니라고 생각한다"고 덧붙였다. 김 대표는 ▲시스템적 접근 필요 ▲현장의 목소리 청취 ▲필수의료패키지 반대 등의 안건을 내놓으며 대정부 요구안을 제시했다. hello@newspim.com 2024-04-30 15:03