K-배터리, 전고체 소재 개발도 '척척'...게임체인저 준비에 사활

국내 배터리 소재 기업들이 전고체 배터리에 최적화된 소재 개발 및 양산에 집중하고 있다. AI 이미지.

국내 배터리 셀 업체들이 벤츠 차량 화재로 불거진 '전기차 포비아'를 해소하고자 '전고체 배터리' 양산 준비에 속도를 올리고 있다. 이에 맞춰 국내 소재 기업들도 전고체 배터리에 최적화된 소재 개발 및 양산에 역량을 쏟고 있다.

18일 업계에 따르면 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리 셀 업체들은 이르면 2027년 전고체 배터리 양산에 돌입한다. 이같은 셀 업체들의 전고체 배터리 상용화에 맞춰 국내 소재 기업들도 관련 제품 개발에 집중하고 있다.

전고체 배터리는 전해질을 액체에서 고체로 대체한 것으로, 기존 배터리 대비 주행거리가 늘어날 뿐만 아니라 화재 가능성도 크게 낮춘다는 장점을 가지고 있다.

롯데에너지머티리얼즈는 최근 전북 익산2공장에 150억원을 투자해 차세대 전고체 배터리의 핵심소재인 '황화물계 고체전해질' 생산을 위한 파일럿(Pilot) 공장을 완공했다. 롯데에너지머티리얼즈가 개발한 황화물계 고체전해질은 ▲고이온전도 입도제어 기술 ▲수분안정성 및 고이온전도 조성 ▲건식·습식 합성 등 다양한 양산 공정개발 능력을 보유한 것이 특징이다.

롯데에너지머티리얼즈는 올해 연말까지 시가동 및 안정화 단계를 거쳐 국내외 전고체전지 관련 기업에 평가용 샘플을 제공할 예정이다.

롯데에너지머티리얼즈는 전고체용 니켈도금박 개발을 완료했다. 니켈도금박은 전해동박 양면에 니켈을 도금한 차세대 소재로, 황화물계 전고체용 배터리 전극 집전체로 사용된다. 전기 전도성과 부식에 강하며, 니켈 표면처리를 통해 활물질과의 접착력이 높고 화학반응으로 인한 변색 없이 본래 성질과 기능을 유지하는 고내식성도 보유하고 있다.

포스코그룹은 전고체전지용 핵심 소재인 고체전해질 사업 경쟁력을 선점하고자 디스플레이 소재·부품 전문 기업인 ㈜정관에 지분 40%를 투자해 2022년 2월 포스코JK솔리드솔루션을 합작 설립했다. 이로 인해 연간 24t의 황화물계 고체전해질을 양산할 수 있는 규모를 갖췄다. 현재는 생산량을 7200t까지 늘리고자 단계적인 규모 확장을 준비하고 있다.

에코프로비엠도 고체 전해질 양산 라인 구축에 나선다. 오는 2026년 3월 완공을 목표로 연간 300t 규모의 생산 능력을 갖추기 위한 준비에 한창이다. 현재 세부 계획은 수립한 상태로, 최종 투자 결정을 위한 내부 검토를 진행 중인 것으로 알려졌다.

엘앤에프 역시 전고체 배터리 소재 개발에 집중할 방침이다. 업계에 따르면 엘앤에프는 올 상반기 반기보고서에 ‘고용량 전고체 배터리셀용 8mAh/cm2급 대면적 전극 기술개발’을 추가했다. 앞서 등록된 ‘전고체전지용 6mAh/cm2 이상급 고성능 양극 전극 제조기술 개발’ 외 전고체 배터리 관련 연구개발 활동이 추가됐다.

전고체 배터리는 기술적 난이도가 높아 상용화 시점을 가늠하기 어려울 것으로 예상돼왔으나, 최근 전기차 화재로 인해 안전성이 높은 전고체 배터리의 상용화 요구가 커지는 상황이다.

업계 한 관계자는 "화재 안전성이 뛰어난 전고체에 대한 시장이 요구가 커지는 만큼 소재 업계들도 이에 발맞춰 움직이고 있다"면서 "모든 밸류체인에서 동시다발적으로 집중하는 만큼 상용화가 앞당겨질 수 있지 않을까 생각한다"고 말했다.