비야디, 주행거리 1875km 달성 … 화웨이도 황화물 기술 특허 출원

중국이 전고체전지 밸류체인을 선점하고 있다.
SNE리서치에 따르면, 글로벌 전고체전지 시장은 2022년 2750만달러(약 380억원)에서 2030년 400억달러(약 55조1400억원)로 급성장할 것으로 전망되고 있다.
전고체전지는 전해액 대신 고체 전해질을 사용해 LiB(리튬이온전지)보다 열폭주 우려가 적으면서 에너지밀도를 개선하고 저온 환경에서도 배터리 성능을 유지하는 차세대 배터리로 부상하고 있다.
고체 전해질은 주로 산화물계, 폴리머계, 황화물계, 할로겐 화합물계를 중심으로 개발되고 있으며 황화리튬 등 배터리 용량과 출력 최대화가 기대되는 황화물계 전해질이 가장 먼저 상용화될 것으로 예상되고 있다.
중국은 전고체전지 개발을 주도하면서 전기자동차 탑재도 적극 시도하고 있어 LiB에 이어 전고체전지 분야에서도 글로벌 배터리 및 전기자동차 시장을 장악할 것으로 예상된다.
ECH(Shanghai Emperor)는 전해질 원료 개발을 선도하면서 산화물 소재 양산 계획을 구체화하고 있다. 상하이(Shanghai) 쑹장(Songjiang)에 수십만톤 생산라인을 건설할 예정이며 중장기적으로 황화물계 소재도 개발을 추진한다. 
Griam(Grinm Advanced Materials)은 전해질용 황화리튬 소재 개발에 주력하면서 전기자동차용 배터리 생산기업과 전기자동차 메이저에게 샘플 제안을 시작했다.
중국 최대 전기자동차 메이저 비야디(BYD)에게 고체전지용 양극재를 공급하는 XTC New Energy도 황화리튬 전해질을 개발하고 있다. 중국 정부는 국비를 투입해 비야디 등의 고체전지 연구를 지원할 방침이다. 
고체전지용 음극재는 SiC(탄화규소) 복합소재가 사실상 표준을 형성할 것으로 판단되며 ECH는 최근 푸단(Fudan)대학교와 공동으로 구경 2-50나노미터 메조다공성(Mesoporous) 탄소 음극 소재를 개발했다.
ECH가 개발한 소재와 실리콘(Silicone)을 배터리에 적용하면 높은 에너지밀도와 대용량을 구현하면서 실리콘계 음극재의 약점인 충·방전 시의 팽창을 억제할 수 있는 것으로 알려졌다.
ECH는 2025년 롄윈강(Lianyungang)에 메조다공성 탄소 소재 100톤 생산라인을 건설한 후 1000톤으로 스케일업하는 등 조기 상용화를 추진할 방침이다.
중국 IT 메이저이자 최근 전기자동차를 출시한 화웨이(Huawei)도 얼마 전 5분 충전으로 최대 3000킬로미터 주행이 가능한 황화물 베이스 전고체전지 기술 특허를 출원했다. 
비야디는 최근 전기세단 모델에 전고체전지를 탑재해 테스트를 시작했다.
일렉트릭에 따르면, 초기 테스트 결과 1회 충전당 주행가능 거리가 1875킬로미터에 달했고 배터리 에너지밀도는 킬로그램당 400Wh로 12분만에 80% 충전이 가능한 것으로 확인됐다.
비야디는 2027년부터 전기세단 모델에 전고체전지를 탑재하며 2027-2029년까지 2년간 제한된 수량을 생산한 후 2030년부터 대량 생산에 돌입할 계획이다.
중국 전기자동차 생산기업들이 전고체전지 상용화에 속도를 내면서 글로벌 자동차·배터리 관련기업들이 모두 긴장하고 있다.
전고체전지는 셀 제조 과정에서 엄청난 압력과 온도가 필요해 생산설비 설치가 어렵고 고체 전해질에 따른 계면 저항을 낮추는 기술이 필요해 그동안 일본이 세계적으로 전고체전지 관련 특허의 40% 가량을 보유할 정도로 기술력에서 앞서 있었으나 최근 중국이 빠르게 추격하고 있다.
다만, 전극과 전해질의 박리 문제는 전고체전지 개발의 최대 난관으로 지적되고 있다.
현재 중국기업의 기술로는 고체 전극과 고체 전해질의 접촉을 상시 유지하기 어려우며 박리를 방지하기 위한 기술 혁신은 전극 코팅기술을 포함 소재 공급기업 뿐만 아니라 패키징의 가압설비 등 엔지니어링 분야에서도 필요할 것으로 판단된다. 
국내 배터리 3사도 전고체전지 개발에 총력을 기울이고 있다.
삼성SDI는 2023년 전고체전지 파일럿 라인을 건설해 3사 중 가장 이른 2027년 황화물계 전고체전지 양산을 목표로 하고 있으며, LG에너지솔루션은 2025년 파일럿 라인을 건설하고 2030년부터 황화물계를 양산할 예정이다.
SK온은 고분자 산화물 복합계, 황화물계 고체 배터리 등 2가지 유형을 개발하고 있으며 각각 2028년, 2030년 상용화할 예정이다. (윤우성 선임기자)