[rubymaker] 전고체 배터리...배터리가 자동차를 지배한다.

세계가 어떻게 바뀔 것인가에 대한 10년짜리 전망은 이젠 무의미할 것 같다. 10년 전 자동차 시장이 이렇게 바뀔 것이라고 어느 누가 예상했겠는가? 더우기 배터리가 자동차를 지배할 것이라고 예상한 사람은 아무도 없었을 것이다.

아직 전기자동차의 자동차 시장 점유율은 높지 않다. 하지만 조만간 내연기관을 단 자동차의 생산은 중단될 것이다. 그 자리를 순수전기자동차가 차지할 것이냐 수소전기자동차가 차지할 것이냐의 논란은 있지만 우선은 순수전기자동차가 승리할 가능성이 매우 높다. 왜냐하면 시장은 시장참여자가 많은 쪽으로 기울기 마련인데 수소전기자동차에 비해 순수전기자동차 시장의 참여자가 훨씬 많기 때문이다.

현재 전기자동차에 사용되고 있는 배터리는 리튬이온배터리다. 리튬이온배터리는 음극재, 양극재, 분리막, 전해질액으로 구성된다. 그런데 전해질액이 용액으로 되어있기 때문에 에너지밀도를 높이기가 어렵고 외부의 환경 변화에 매우 민감하여 폭발 등의 사고가 빈번히 일어난다.

이러한 문제를 해결하기 위해 고안된 것이 바로 전고체 배터리다. 전고체(All solid state) 배터리에는 전해질액이 없고 또 전해질액이 없기 때문에 이를 막기 위해 필요한 분리막이 없다. 전해질이 고체로 되어있으면 에너지밀도를 높일 수가 있어서 같은 크기의 배터리에 더 많은 용량의 전기에너지를 충전할 수가 있다.

에너지 용량이 높으면 더 좋겠지...하는 막연한 생각은 들 수가 있으나 그게 왜 자동차 시장을 지배할만큼 중요한 것일까? 만약 전기자동차가 현재 내연기관 자동차를 대체하는 이동수단일 뿐이라면 현재의 리튬이온배터리의 전기용량을 좀 더 늘리고 충전시간을 좀 더 줄이기만해도 충분할 것이다. 하지만 가까운 미래의 자동차는 우리가 생각하는 그 이상의 기능과 역할을 할 것임이 분명하다.

자동차는 점점 무인자율주행화 될 것이고 이렇게 완전한 자율주행을 하기 위해선 하루에 무려 11TB의 엄청난 용량의 데이터를 실기간으로 처리해야한다. 축구장 4배 크기의 삼성전자 반도체 공장이 하루에 처리하는 데이터 용량이 45TB밖에 안된다고 하니 대충 비교가 될 것이다. 이렇게 많은 데이터를 처리하는데는 상상 이상의 전기가 필요하다. 이것은 현재 내연기관에 탑재되어 있는 배터리로는 결코 감당할 수 없는 전기에너지다. 이것이 미래의 자율주행 자동차가 전기자동차가 되어야하는 중요한 이유 중 하나이다.

몇 달전 삼성SDI가 네이처지에 전고체 배터리에 대한 논문을 실어 관련 업계에서 큰 주목을 받은 적이 있다. 아직 리튬이온배터리처럼 상용화되기까진 갈 길이 멀지만 우리나라 기업이 향후 자동차 시장에서도 리더가 되기를 바라마지 않는다.