"가벼운 게 좋아" 배터리 몸무게 경쟁 돌입

스텔란티스 "2030년 EV 배터리 무게 50% 줄일 것"
배터리 업체, 화재 위험성 낮은 전고체 배터리 개발 중

전기차 배터리 무게를 줄이기 위한 연구개발(R&D)이 활발히 이어지고 있다. 전고체 배터리부터 통합형 시스템까지 여러 부문에서 연구가 진행되고 있다.

20일 업계에 따르면 미국 자동차 업체 스텔란티스는 최근 "전기차를 기존 내연기관 자동차에 가깝게 만들기 위해 오는 2030년까지 배터리 무게를 50% 줄이는 것을 목표로 하고 있다"며 "이를 위해 여러 배터리 기술 업체와 협력해 적합한 화학물질을 찾는 연구개발을 진행하고 있다"고 밝혔다. 얼마 전에는 지능형 배터리 통합 시스템(IBIS)을 선보였다. 이는 배터리 모듈 내에 위치한 인버터와 충전기 기능을 통합한 것으로 주행거리 향상, 무게 절감, 차량 내 공간 확보 용이 등이 장점이다. 이에 대해 스텔란티스는 "차량 중량과 EV 파워트레인 및 차량 제조 비용을 줄여주는 기술"이라고 설명했다. 이 기술은 스텔란티스, 프랑스 에너지기업 토탈에너지 산하 배터리 솔루션 회사 Saft, 프랑스 국립과학연구센터가 4년 동안 함께 개발했다.

배터리 업체도 전기차 무게를 줄이기 위한 노력을 진행 중이다. 대표적인 것은 차세대 배터리로 꼽히는 전고체 배터리다. 전고체 배터리는 기존 리튬이온배터리의 액체 전해질을 고체 형태로 바꾼 배터리를 말한다. 기존 액체 전해질을 사용하는 리튬이온배터리 배터리 대비 화재 위험이 낮고 무게가 줄어들어 차량의 경량화와 주행거리의 향상에 도움을 준다. LG에너지솔루션·삼성SDI 등 국내 배터리 업체가 나서고 있다. 삼성SDI는 지난해 3월 수원 SDI연구소에서 국내 최초로 전고체 배터리 파일럿 라인인 S라인을 착공, 올해 상반기 구축을 완료해 하반기부터 시생산 중에 있다. LG에너지솔루션은 2026년 고분자계 전고체 배터리, 2030년 황화물계 전고체 배터리 양산에 돌입한다는 계획이다.

이는 모두 기존 리튬이온배터리의 단점을 극복하고 차량의 경량화와 주행거리 향상을 위해서다. 현재 쓰이는 리튬이온배터리의 경우 전해질로 액체인 유기용매를 사용하기 때문에 온도 변화에 따라 배터리가 팽창하게 되거나 외부 충격에 따른 화재 가능성이 있다. 하지만 전고체 배터리는 고체 전해질을 사용하기 때문에 이러한 위험성이 매우 낮다. 또 열과 압력 등 극한의 외부 조건에서도 정상적으로 작동할 수 있어 배터리 모듈이나 팩 등에서 별도의 냉각장치나 배터리관리시스템(BMS) 기능 등을 대폭 줄일 수 있다. 배터리 업계 한 관계자는 "시스템·소재 등에 따라 다 다르지만, 용량의 증가가 폭이 커질 수 있다"며 "아직 정확한 수치는 어렵지만, 배터리 부피는 확실히 줄어들 것"이라고 했다.