하이브리드 리튬메탈 배터리
미국의 전기차용 배터리 개발 기업 SES가 2021년 11월 3~4일 미국과 한국, 중국에서 잇따라 ‘배터리 월드’라는 온라인 행사에서 선보인 차세대 배터리.
아폴로란 이름의 이 리튬메탈배터리(107Ah)는 무게는 0.98㎏에 불과하지만 에너지 밀도는 ㎏당 417Wh에 달한다. 기존 리튬이온 배터리가 ㎏당 250~300Wh인 점을 감안하면 주행거리는 약 30% 늘어나게 된다. 충전 성능도 높였다. 12분 만에 10%에서 90%까지 고속 충전할 수 있다.
아폴로는 관통, 과충전, 단락, 온도 등 안전성과 관련해 외부 검증도 통과했다. 치차오 후 SES 최고경영자(CEO)는 “광범위한 온도와 전력 밀도 범위에서 비슷한 수준의 높은 에너지 밀도를 제공한다”고 소개했다. 고온과 저온, 고속과 저속 주행 때 원활하게 작동한다는 의미다.
아폴로의 비결은 기존 리튬이온 배터리의 액체 전해질을 ‘고농도 염중용매’로 바꾸고, 흑연 또는 실리콘이 들어가는 음극재에 리튬메탈을 넣은 데 있다. 전해질을 100% 고체로 바꾼 순수 전고체 리튬메탈 배터리의 전 단계 수준이라는 평가다.
후 CEO는 “전고체 리튬메탈 배터리는 에너지 밀도가 높지만 제조 과정이 매우 까다롭다”며 “아폴로는 리튬메탈의 높은 에너지 밀도와 리튬이온의 높은 양산성을 결합한 것”이라고 설명했다. 리튬메탈의 경우 분리막을 훼손하는 ‘덴드라이트’가 생성되는 난제를 음극 보호 코팅, 고농도 전해액, 인공지능(AI) 기반 안전 소프트웨어로 해결했다는 설명이다.
현대차·SK, 기술개발 지원과 사업협력
SES는 이날 영상에서 아폴로를 적용한 현대차의 고카트가 실제로 달리는 모습을 공개했다. 내년엔 실제 차량에 적용되는 A샘플을 생산해 현대차에 탑재하겠다는 계획이다. 한국에 시범생산 라인을 설치하겠다는 계획도 밝혔다. 2025년 상용화를 목표로 중국 상하이 자딩구에 건설 중인 리튬메탈 배터리 생산공장도 선보였다. 2023년 완공 예정이며 연간 1GWh의 리튬메탈 배터리를 생산할 수 있다는 설명이다.
SES는 국내에서 현대차·기아, SK㈜, LG테크놀로지벤처스 등에서 투자받았다. 해외에선 GM, 중국 지리차와 상하이차 등이 투자한 기업이다.