전기차-이차전지 융합 얼라이언스 구축
고밀도 이차전지 개발을 통해 앞으로 서울에서 부산까지 주행이 가능환 전기차 시대가 다가올 전망이다. 이를 위해 정부와 산업계가 기술개발에 적극 나서기로 했다.
산업통상자원부(장관 주형환)는 9월 21일 정만기 산업부 제1차관이 참석한 가운데 그랜드 인터컨티넬탈호텔 파르나스홀에서 '고밀도 이차전지 개발 프로젝트' 발족식을 개최하고, 전기차, 이차전지기업, 소재기업, 관련 연구기관이 참여하는 '전기차-이차전지 융합 얼라이언스'를 구성했다.
이차전지시장은 IT기기용의 소형전지에서 전기차 및 에너지저장장치(ESS)용 중대형 이차전지로 중심이 이동하고 있으며, 특히, 전기차용 중대형 전지시장이 2020년까지 연평균 약 30%이상 고속 성장*할 것으로 전망되는 등 유망산업으로 부각되고 있는 상황에서, 산업부와 업계가 함께 전기차와 이차전지 산업의 글로벌 주도권을 확보하고 관련 기업간 협력을 극대화하기 위해 고밀도 이차전지 개발 프로젝트 및 전기차-이차전지 융합 얼라이언스를 추진하게 됐다.
이날 행사에는 정만기 산업부 제1차관을 비롯해 LG화학(사장), 현대차(부사장), 4대 소재기업(대표), 전지협회 (부회장), 전기연(원장), 전품연(원장) 등 민관 30여명이 참여했다.
고밀도 이차전지 개발 프로젝트는 올해 7월7일 열린 제10차 무역투자회의의 후속조치로 2020년에 전기차 1회 충전만으로 서울에서 부산까지(400㎞) 주행이 가능한 고밀도 전지 개발을 목표로 하고 있다.
산업부와 민간이 올해부터 2020년까지 총 430억원(산업부 270억원, 민간 160억원)을 투자하여 전지 에너지밀도를 현재보다 2배 이상 향상(2015년 150Wh/㎏ → 2020년 300Wh/㎏)시킬 계획이다.
전지의 에너지밀도란 1kg의 전지에 담는 에너지량(Wh)로서 에너지밀도가 높을수록 주행거리가 길어진다. 예를들어 가솔린의 열량(8,300㎉/ℓ)이 LPG의 열량(6,891㎉/ℓ)보다 높기 때문에 가솔린차의 연비가 LPG차의 연비보다 높게 나타난다.
이번 프로젝트의 성공적 추진과 조기 사업화를 위해 한국전지연구조합에 사업단을 설치해 운영하고, 전지기업(LG화학, 탑전지 등), 4대 소재기업(포스코켐텍, 더블유스코프코리아 등), 전지 수요기업(현대차), 대학․연구소 등 총 27개 기관, 230명의 연구진이 참여한다.
구체적으로 전지의 핵심 구성요소인 양극, 음극, 전해액, 분리막 등 4대소재 혁신을 위한 기술개발 등을 본격 추진한다.
우선 양극 소재의 경우 기존 50～60% 수준인 니켈함량을 80% 이상으로 높이는 등 고전압용 소재를 개발함으로써 에너지양을 증가시킨다. 양극재 구성물질인 니켈, 코발트, 망간의 조성비 중 니켈의 함량이 높을수록 에너지밀도도 향상된다.
두번째로 음극소재는 기존 흑연계만의 소재에서 실리콘-탄소소재 복합 음극활물질을 개발하여 단위 부피(㏄)당 리튬이온을 저장할 수 있는 공간을 확대한다.
세번째로 전해액은 양 · 음극 고용량 소재 사이에서 리튬이온의 흐름을 담당하는 역할을 하며, 에너지밀도 향상을 위한 충전전압을 높이기 위해 고전압용 양극소재와 함께 고전압(5.0볼트) 환경에서도 전기화학적으로 안정된 전해액 및 전해액 첨가제 개발한다.
네번째로 분리막은 전지의 부피와 무게를 감소시키기 위해서 분리막의 두께를 기존 20㎛에서 18㎛로 얇게 하는 동시에, 충․방전시 전지의 열팽창을 방지하기 위한 다층 구조의 분리막 코팅기술 개발에 나선다.
또한, 이러한 4대 소재 혁신기술을 결합한 전지 시스템을 개발하며, 이 고밀도 전지를 전기차 환경에서 성능을 검증해 최종적으로 제품화할 계획이다.
4대 소재외에도 차체 경량화, 전동기 고성능화, 냉난방기기 고효율화 등 전기차 성능 향상을 위한 기술도 별도로 차질 없이 추진한다는 계획이다.
한편, 이날 구성된 전기차-이차전지 융합 얼라이언스는 관련 기업간 협업의 플랫폼으로 전기차 및 이차전지, 4대 소재기업, 연구소 등 전지관련 기업 및 기관이 폭넓게 참여했다는 점에서 의미가 크다고 산업부는 전했다.
융합 얼라이언스는 전기차-이차전지산업 간 기술 융합에 필요한 시장분석 및 로드맵 수립과 참여자간 협력 및 네트워크 운영을 상시화하고, 전기차-전지-소재부품 기업의 개발제품 적용 및 사업화 추진, 전기차-이차전지에 관한 표준화 활동 및 홍보, 정책과제 및 제도개선 발굴등을 통해 전기차-이차전지 산업발전을 위한 활동을 전개할 계획이다.
이에 따라 정만기 산업부 제1차관은 지금 세계 각국은 전기차와 이차전지 산업간 융합을 통해 자국의 경쟁력을 강화하기 위해 새로운 방안을 찾는 등 치열한 경쟁 레이스를 펼치고 있는 상황에서 고밀도 전지 개발 프로젝트는 우리나라가 세계 전기차 및 이차전지시장의 주도권 확보 경쟁에서 유리한 고지에 오를 수 있는 기폭제가 될 것이라고 강조했다.
또한 전기차와 이차전지는 바늘과 실처럼 유기적인 연계산업이므로 융합 얼라이언스 활동을 통해 기업 간에 긴밀히 협력하여 협력의 시너지를 창출해 줄 것을 당부했다.
아울러, 정부도 전기차와 이차전지업계 및 연구계와 적극적으로 소통하고, 해외 진출 및 기술융합을 위한 정책적 지원을 아끼지 않겠다고 강조했다.
산업부는 이번 프로젝트를 성공적으로 추진으로 2020년 전기차 400km 주행 시대는 물론 전기차용 이차전지 수출 확대해 2020년까지 37억불을 목표로 하는 등 전기차와 이차전지 산업의 성장을 촉진해 나가겠다고 밝혔다.