전고체 배터리, 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리

전고체 배터리, 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리

1. 전고체 배터리의 정의 

리튬이온 전지를 대체할 차세대 2차전지로는 리튬에어 배터리, 리튬메탈 배터리,  리튬황 배터리, 전고체 배터리가 있다. 그중에서 전고체 배터리는 배터리 양극과 음극 사이의 전해질이 고체화된 2차전지이다.

불연성 고체인 전해질의 특성상 발화 가능성이 낮아 안정성과 관련한 부품은 줄이고 배터리 용량을 늘릴 수 있는 활물질을 더 많이 채울 수 있다. 즉 공간 활용도와 에너지 밀도가 높다. 에너지 밀도를 높이면 주행거리를 늘릴 수 있다.

 

 

2. 전고체 배터리의 특성

전고체 배터리는 우리나라에서는 2025년에 상용화할 계획이다. 리튬이온 배터리는 급속 충전 시 40~60분 가량 소요되나 전고체 배터리는 5분 내외로 충전 시간을 매우 효율적으로 단축할 수 있다. 주행거리 또한 리튬이온 배터리의 2배 이상에 달한다. 가격은 약 1/3 수준이다. 그리고 전고체 배터리는 전해질을 고체로 만들기에 항상 고정되어 있어 구멍이 뚫려도 폭발의 위험이 없이 정상 작동한다. 액체 전해질보다 내열성과 내구성이 월등히 뛰어나 폭발이나 화재의 위험성으로부터 상당히 안전하다.

또한 전고체 배터리는 안전성뿐만 아니라 용량과 두께 측면에서 플렉시블(flexible:휘어지는 특성) 배터리를 구현할 최고의 조건을 갖추고 있다.

 

3. 전고체 배터리 관련 용어

에너지 밀도

전기차 주행거리를 결정하는 핵심 요소이다. 배터리 개발 시 에너지 밀도를 높이기 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.

 

전해질

리튬이온을 이동할 수 있게 하는 매개체이다. 전해액에 첨가제를 투입하여 성능(에너지 밀도, 수명, 충/방전 시간), 안정성(폭발 방지)을 향상하는 역할을 담당한다.

 

 

4. 전고체 배터리 관련주의 전망

전고체 배터리는 현재의 실적보다는 미래에 대한 기대감에 주가가 움직일 가능성이 다분하다. 당연히 중장기적인 관점에서 꾸준히 지켜보아야 할 듯하다.

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관련종목으로는 삼성SDI, LG화학, 에코프로비엠, 씨아이에스 등이 있다.

 

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삼성SDI(006400)

주요 사업은 에너지솔루션 부문과 전자재료 부문으로 분류된다. 에너지솔루션 부문은 중, 대형전지 등을 생산해 판매하고, 전자재료 부문은 반도체 및 디스플레이 소재 등을 제조, 판매한다. 전고체 배터리 2027년 양산을 목표로 하고 있으며, 국내 배터리 업체 중 전고체 배터리에 대한 개발에 가장 적극적이다. 

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LG화학(051910)

석유화학 사업부문, 전지 사업부문, 첨단소재 사업부문, 생명과학 사업부문, 공통 및 기타부문의 사업을 영위하고 있다. 

2020년 12월 전지 사업부문을 단순 물적분할하여 (주)LG에너지솔루션 및 종속기업을 설립하였다. 2025년 전고체 배터리 샘플 개발을 목표로 진행 중이며, 글로벌 2차전지 시장점유율 1위 업체이다. 

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에코프로비엠(247540)

NCA양극재 글로벌 시장점유율 2위 업체이다. 단결정 양극재 및 전고체 배터리 개발 진행 중이며, 삼성SDI, SK이노베이션을 주력 고객사로 두고 있다.

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씨아이에스(222080)

리튬 2차전지 생산을 위한 전극 제조 관련 장비를 전문 제작하여 2차 전지 전공정인 Coater, Calender, Slitter, Tape Laminator 및 기타 설비 등을 생산한다.

코팅공정에서 기존 열풍 방식의 건조 시스템의 틀에서 벗어나 과열증기를 이용한 건조 방식의 코터를 개발하여 생산성을 높였다. 슬리팅 공정에서는 불량 부분을 식별하는 라벨러에 대한 특허를 보유하고 있다.

전고체 배터리 극판 제조라인과 셀 제조장비가 국채 연구과제로 선정되어 관련 연구 개발 추진 중이다.