[월요마당] 미래 전기차 시대, 배터리 진보가 관건
[월요마당] 미래 전기차 시대, 배터리 진보가 관건
  • 김필수 자동차연구소 소장, 대림대 교수
  • 승인 2021.03.05 18:44
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

▲ 김필수 자동차연구소 소장, 대림대 교수

[에너지신문] 전기차 중흥의 시대가 오고 있다. 특히 올해는 전기차 전용플랫폼을 활용한 가성비 높은 전기차가 다수 출시되고 있다. 물론 현재 전기차는 보조금을 받을 정도로 내연기관차와 싸울 준비가 부족하지만 향후 5년 이후에는 보조금 없이도 치열하게 싸울 수 있는 체력을 키울 수 있을 것으로 보인다. 

예전에 비해 저렴해졌다고 볼 수 있지만 여전히 전기차 가격은 내연기관차 대비 약 1.5~2배 높은 편이다. 올해부터 본격화된 전기차 전용플랫폼을 통해 대량생산 체제를 갖췄다고 할 수 있지만 근본적으로 배터리 등 중요 부품비용이 떨어지지 않는다면 한계에 봉착할 수 있다.

때문에 테슬라의 앨런 머스크가 향후 5년 이후 자체적인 배터리를 제작하면서 비용을 크게 낮추겠다고 선언한 것도 이러한 경쟁력 제고가 없으면 한계가 있다는 뜻이기도 하다.

현재 전기차 비용 중 배터리 가격이 약 40% 정도를 차지한다. 때문에 가장 비용 부담이 큰 배터리 비용을 낮추고 성능을 높이기 위한 각종 연구개발이 이뤄지고 있는 것이 현실이라 할 수 있다.

가장 진보된 배터리는 리튬이온 배터리다. 부피 대비 에너지 밀도가 높은 배터리로서 대부분의 전기차에 탑재돼있다.

하지만 배터리 자체에 압력이나 충격을 받으면 화재의 가능성이 크다는 점이 가장 큰 취약점이다. 특히 한번 불이 붙으면 진화가 어려울 정도의 ‘열폭주 현상’이 발생. 전소 위험성이 크다. 지난해 14건의 화재사고가 발생한 코나EV도 대부분 전소된 이유가 이 때문이다. 

이러한 불안감 때문인지 애플카의 경우, 2024년 전기차를 출시하겠다고 선언하며 에너지 밀도 등이 떨어지는 ‘리튬인산철 배터리’를 사용하겠다고 발표했다. 이 배터리는 별도의 설계를 통해 떨어지는 에너지밀도 등을 보강한 모노셀 형태다.

현재 전기차는 ‘배터리 전쟁’ 중이다. 더욱 에너지 밀도를 높이고 더욱 빠르게 급속충전이 가능하며, 충전반복으로 수명이 줄지 않는 ‘전고체배터리’를 개발하고 있다. 전고체배터리는 배터리의 핵심부품인 전해질을 고체로 해 안정성을 강화한 배터리로, 열에 강해 과열되더라도 화재 발생 가능성이 현저히 낮다.

아직 전고체배터리는 양산형으로 생산할 수 있는 기술력이 확보되지 않아서 배터리 회사가 사활을 걸고 연구 중이다. 때문에 아무리 빨라도 3~4년 이상이 소요될 것이고 그때가 되면 더욱더 안전하면서 저렴해진 배터리를 탑재한 전기차가 활성화 될 것이라 확신한다.

현재 글로벌 배터리 회사 중 상당수가 한·중·일에 집중돼 있다. 우리는 LG에너지솔루션과 삼성SDI, SK이노베이션이 글로벌 순위 TOP5에 자리하고 있고, 중국의 CATL는 글로벌 순위 1~2위를 오간다. 여기에 중국 BYD와 일본 파나소닉이 상위권을 배치돼 있다.

최근 들어 전기차 배터리의 중요성이 강조되면서 더욱 치열한 배터리 전쟁을 펼치고 있다. 때문에 지금까지는 전기차 제조사는 비용의 약 40%에 해당되는 배터리를 전문회사에 위임하고 있지만, 자체적으로 배터리를 공급받기를 원하고 있다.

테슬라는 수년 이내 자체적인 배터리 생산을 선언했고 대부분의 글로벌 제작사들도 이를 원한다고 할 수 있다. 물론 배터리 제조 자체가 워낙 하이테크 기술을 요하는 만큼 단순히 몇 개의 스타트업으로 생산할 수 있는 기술은 아니지만 결국 제작사들은 자체적인 배터리 생산을 이룰 것으로 예상된다.

앞으로 수년 간은 기존 배터리 회사에 대한 의존도가 급증하는 전기차 수용에 대응해 공급량을 늘리겠지만 결국 자체적인 배터리 생산이 가능해질 전망이다.

기존 배터리 회사들도 이러한 흐름을 인지한 만큼 더욱 차별화된 배터리 기술을 확보, 특화시킬 것이며 결국 전기차 하청이 용이한 특성을 고려해 글로벌 배터리 회사의 전기차 생산도 불가능하지는 않을 것으로 예상된다.

결국 미래 모빌리티의 관건은 배터리 독립을 누가 완성하느냐에 달려있고 차별화되고 특화된 고성능 배터리 기술 보유가 관건이라 할 수 있다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.