한국자동차공학회가 ‘2023 배터리시스템 동향기술 및 표준 세미나’를 열고, 업계 전문가들과 함께 배터리 산업의 현재를 짚어보고 미래를 논의하는 시간을 가졌다.

26일 <녹색경제신문>의 취재에 따르면 2030년 배터리 시장에서 1등 국가로 성장하기 위해서는 광물 자원이 안정적이고 지속적으로 공급돼야하고, 이를 위해서는 국가 차원의 전략이 필요한 것으로 확인됐다.

배터리 업계 전문가는 국내에서는 1990년부터 리튬배터리 연구개발을 시작했고, 배터리 시장을 형성됐다고 전했다. 휴대폰·노트북에서 주로 사용하던 배터리를 전기차에 탑재하면서 시장 규모가 급격하게 커졌고, 리튬배터리의 경우 지난해 905억 달러에서 2030년 4194억 달러로 성장할 것이라고 전망했다.

리튬배터리 시장은 우리나라와 중국·일본이 1~3위를 차지하고 있는데, 무역장벽과 진입장벽이 높은 중국시장을 제외할 경우 우리나라의 점유율이 상당히 높다고 분석했다. 한·중·일을 제외한 국가에서도 리튬배터리 시장에 대한 관심은 높지만 기술적·상황적 장벽이 높아서 단시간 내에 쉽게 점유율을 높이기 어려울 것이라고 예측하기도 했다.

리튬배터리는 주행거리·충전시간·단가 등을 고려해 더 나은 방향으로 꾸준히 개발되고 있다고 전했다. 2010년에 200km 미만이었던 주행거리가 현재는 약 400~500km에 도달했고, 안전성이 보장되는 수준에서 급속충전이 가능하도록 기술개발이 진행되고 있으며, 차량 가격의 40% 정도를 차지하는 배터리 가격 절감을 위한 시도들이 계속해서 이루어지고 있다는 분석이다.

구체적으로 살펴보면 배터리 업계 전문가는 2017년을 기점으로 전기차의 1회 충전 주행거리가 큰 폭으로 상승했다고 설명했다. 삼성SDI의 배터리가 탑재된 2021년식 BMW I4의 경우 주행거리가 590km까지 나오고, Panassonic·CATL·LG엔솔의 배터리를 탑재하는 2018년식 테슬라 모델S의 경우 주행거리가 499km까지 나온다는 분석이다.

배터리 제조사들은 계속해서 주행거리를 높이기 위해 양극재 하이니켈화 및 NCMA 기술 개발에 나섰고, 배터리 용량과 에너지효율 증가를 위해 음극재 실리콘 나노복합체 기술 개발도 진행하고 있다고 전했다.

또한, 업계에서는 내연기관차의 연료 주입시간이 5분을 넘기지 않는 것을 고려해 향후 전기차 충전시간을 10분 이내로 단축하는 것을 목표로 하고 있다고 전했다. 이를 위해서는 전극 내부의 저항을 줄여 리튬이온의 이동도를 증가시키는 기술 개발이 이루어져야 한다고 설명했다.

국내 배터리 제조사들은 단가를 줄이기 위해 코발트의 함량을 줄이거나 신소재 제조 기술을 개발하는데도 적극적으로 나서고 있는 것으로 보인다. LFP 배터리도 대안으로 제시되고 있는데, 리튬배터리보다 에너지밀도가 낮다는 근본적인 단점이 있는 것으로 확인됐다.

배터리 업계 전문가에 따르면 리튬배터리의 단점을 극복하기 위해서 차세대 배터리 연구개발도 활발하게 진행되고 있다. 리튬-황 배터리, 리튬-공기 배터리, 나트륨/마그네슘 배터리 등도 개발되고 있고, ‘꿈의 배터리’라고 불리는 전고체 배터리 개발 역시 활발하게 이루어지고 있다고 전해진다.

다만, 우리나라가 2030년 차세대 배터리 1위 국가로 도약하기 위해서는 광물자원 확보가 우선되야 한다고 주장했다. 광물자원이 지속적이고 안정적으로 이루어져야 하는데, 해외 광물자원 확보를 위해서 국가가 전략적으로 접근해야 한다는 의견이다.