https://asia.nikkei.com/Business/Technology/Toyota-s-game-changing-solid-state-battery-en-route-for-2021-debut
2020-12-10

2021년 공개를 앞둔 도요타의 획기적인 전고체 배터리

한 번 충전으로 500km 거리 주행. 완전히 방전된 배터리를 10분 이내 재충전 완료. 안전 문제가 거의 없음. 도요타가 공개할 전고체 배터리는 전기차뿐만 아니라 업계 전체의 판도를 확실히 바꾸게 될 것이다.

전고체 배터리는 완전충전을 해도 주행거리가 짧고 충전 시간이 오래 걸리는 것 등 기존의 리튬 이온 배터리를 탑재한 전기 자동차가 직면한 단점을 모두 해결할 수 있는 유력한 해결책이다. 자동차 회사 최초로 도요타는 2020년대 초반에 전고체 배터리가 장착된 전기차를 판매할 계획이다. 도요타는 내년에 시제품을 공개한다.

도요타가 개발 중인 전기차는 기존 리튬이온배터리 탑재 차량보다 동일한 조건에서 주행거리가 두 배 이상 길다. 가장 컴팩트한 차량에서도 배터리가 내부 공간을 잡아먹지 않고 완전히 달성 가능하다.

전고체 배터리는 액체 전해질을 사용하는 기존 리튬 이온 배터리의 실질적인 대안이 될 것으로 기대된다. 화재 위험이 많이 낮아지고 동일한 무게에서 에너지 저장 밀도는 몇 배로 늘어난다.

전고체 배터리 탑재 전기차는 충전 시간이 10분정도로 기존에 비해 시간이 3분의 2가 단축된다. 전고체 배터리는 소형 전기차의 내부 공간을 잡아먹지 않고도 주행 거리를 연장이 가능하다.

전고체 배터리와 관련된 1,000개 이상의 특허로 도요타는 세계에서 가장 앞서 있다. 한편 닛산자동차는 늦어도 2028년까지 실제 차량에 동력을 공급할 전고체 배터리를 자체 개발한다는 목표다.

새로운 배터리 기술로의 전환은 공급망 하부에 위치한 기업에도 영향을 준다.

일본의 자동차 관련 소재 업체들은 새로운 소재 생산에 필요한 인프라 구축에 박차를 가하고 있다. 흔히 미츠이 킨조쿠로 이름이 알려진 미츠이 금속광업은 배터리용 고체 전해질을 생산하는 파일럿 시설의 가동에 들어간다.

사이타마현 연구개발센터에 위치한 파일럿 생산 시설은 내년을 시작으로 시제품 주문을 충분히 소화할 정도의 양인 연간 수십 톤의 고체 전해질 생산에 들어갈 계획이다.

석유화학 회사 이데미츠 코산은 내년 가동을 목표로 치바현 사업장에 고체 전해질 생산 장비를 설치하고 있다. 고체 전해질을 생산하려면 금속 및 화학 산업의 전문분야인 황화물 고체화 과정이 필요하다. 스미토모화학도 소재 개발에 나서고 있다.

소니와 파나소닉 같은 일본 제조업체는 차량용 배터리 셀을 상용화하는 데 있어 개척자였다. 그러나 2000년대 후반부터 중국의 경쟁기업들이 두각을 나타내기 시작했다. CATL은 현재 세계에서 가장 큰 리튬 이온 배터리 공급업체다. 한때 배터리 분리막 소재 분야의 세계적인 선두주자였던 일본의 아사히 카세이는 지난해 상하이 에너지에 왕관을 내줬다.

전기자동차는 탄소에서 멀어지는 세계적인 변화 속에서 대세가 될 것이 확실시되고 있다. 일본 정부는 중국업체가 치고 올라오는 이런 상황이 이대로 계속 지속될 경우 자동차 성능 관련 기술 대부분을 중국에 의존하게 될 것이라는 전망 때문에 이를 탈피하고자 전고체 배터리의 일본 내 개발을 장려하고 있다.

일본 정부는 탈탄소화 기술을 지원할 2조 엔(28조 원)가량의 기금을 비축하고 있다. 정책 입안자들은 이 기금을 사용하여 새로운 배터리 개발에 수천억 엔(수조 원)의 자금을 지원하는 것을 고려하고 있다.

목표는 일본 내 대량생산 인프라 개발을 지원하는 것이다. 전고체 배터리는 전 세계 매장량이 제한된 원소인 리튬을 사용하기 때문에 정부가 원료 조달에 도움을 줄 계획이다.

세계 다른 나라에서도 이런 추세를 따르고 있다. 독일 폭스바겐은 미국 스타트업과 합작 투자를 통해 2025년에 전고체 배터리 생산을 시작할 계획이다.

중국의 기술 기업 그룹인 칭다오 그룹은 쿤산에 위치한 자사의 칭다오에너지개발에 10억 위안(1,664억 원) 이상을 투입할 예정이다. 전고체 배터리 연구개발에 2021년부터 3년간 자금이 투입될 예정이다.

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전고체 배터리를 탑재한 전기차가 내년부터 나오게 된다고 한다.