▲ LG에너지솔루션 로고[출처=LG에너지솔루션]LG에너지솔루션(대표이사 김동명)에 따르면 2025년 2월11일(화) ‘금속의 결정 성장 방향(texture)이 배터리 충전 속도 및 안전성에 미치는 영향’에 대한 논문이 에너지 분야의 저명한 학술지 Joule에 게재됐다.이 논문은  LG에너지솔루션과 전고체전지 연구 분야의 세계적 석학인 시카고대 셜리 멍(Shirley Meng) 교수가 연구했다. 미래 차세대 전지로 불리는 전고체전지의 충전속도 및 안전성을 대폭 향상시킬 수 있는 기술이 개발됐다.LG에너지솔루션은 그 동안 셜리 멍(Shirley Meng) 교수가 이끄는 시카고대와 UC 샌디에고(UCSD)의 FRL (Frontier Research Lab) 연구팀과 함께 전고체전지 기술의 혁신적인 연구를 추진해왔다.셜리 멍 교수는 전고체전지에 얇은 실리콘 층을 도입함으로써 리튬 금속의 결정 성장 방향을 제어해 균일한 전착(電着·전기장에 의해 전해질 내 이온이 전극의 표면에 들어붙는 일)을 유도하는 기술을 개발했다.이를 통해 전고체전지의 충전속도를 약 10배 이상 향상시키고 배터리의 안전성을 대폭 높일 수 있다고 밝혔다. 논문의 제목은 ‘Grain Selection Growth of Soft Metal in Electrochemical Processes(전기화학 공정에서 연성 금속의 결정 선택 성장)’다.LG에너지솔루션은 이번 연구 성과를 통해 무음극 전고체전지 개발에 속도를 올릴 수 있을 것으로 기대하고 있다.무음극 전고체전지는 기존 음극에서 음극재를 제거하고 충전 시 양극에서 이동한 리튬 이온을 음극에서 리튬 금속으로 환원해 활용하는 전고체전지를 의미한다.이 방식은 배터리의 무게를 줄이고 부피를 축소하면서도 에너지밀도를 극대화할 수 있는 혁신적인 기술로 평가된다.다만 리튬 금속이 균일하게 전착되지 않으면 수명과 성능 저하를 초래할 수 있어 이를 해결하기 위한 기술적 돌파구가 필수적이었는데 이번 연구성과를 통해 실마리를 찾은 것이다.한편 LG에너지솔루션은 전고체전지를 포함한 차세대 배터리 기술 개발을 위한 연구개발에 적극 투자하고 있다. 국내외 유수 대학 및 기관들과 함께 공동 연구센터 FRL을 설립해 차세대 배터리 관련 집중 연구개발(R&D) 과제를 연구하고 차세대 배터리 원천 기술을 선제적으로 확보하기 위해 노력하고 있다.

▲ 솔리드아이오닉스 고체전해질 제조공장[출처=삼양사]삼양사(대표 강호성)에 따르면 최근 전고체 배터리 소재 전문기업 솔리드아이오닉스가 고체전해질 제조공장을 확장 이전했다.삼양사는 현재 솔리드아이오닉스의 2대 주주다. 삼양사는 투자와 자체 개발을 통해 전기차 배터리 소재 사업 포트폴리오 강화에 속도를 높이고 있다.확장 이전한 신공장은 강원특별자치도 강릉시에 위치하고 있다. 대지면적 4955㎡, 연면적 1046㎡규모로 총 투자금액은 약 35억 원이다.신공장에서는 전고체 배터리 핵심 소재인 고체전해질과 주원료인 황화리튬(Li2S)을 생산하게 된다. 연간 생산 규모는 고체전해질 소립자 기준 약 24톤(t)이다.전고체 배터리는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 액체에서 고체로 대체한 차세대 2차전지다. 기존 배터리에 비해 폭발과 화재 위험성이 낮고 에너지 밀도가 월등히 높아 꿈의 배터리로 불린다. 최근 전기차 배터리의 열폭주 및 발화 이슈가 지속적으로 발생하며 더욱 주목받고 있다.솔리드아이오닉스는 고체전해질의 주원료인 황화리튬 제조에 대한 특허기술을 보유하고 있어 원료를 안정적으로 공급할 수 있다.가격경쟁력에서도 유리한 위치를 확보하고 있다. 현재 국내외 전고체 배터리 개발사와 상업화를 위한 테스트를 진행하고 있다.삼양사는 2020년과 2024년 두 번에 걸쳐 총 59억 원을 투자해 솔리드아이오닉스의 2대 주주가 됐다. 이번 신공장에는 자체 보유한 인공지능(AI) 생산시스템을 적용해 생산 수율 향상과 운영을 지원할 예정이다.한편 삼양사는 배터리 소재 사업 강화를 위해 리튬이온 배터리에 쓰이는 전해액 첨가제도 자체 개발하고 있다. 새로 개발하는 첨가제는 배터리의 성능최적화를 통해 수명과 안전성을 높이는 방향으로 개발하고 있다. 옥수수 등 식물 자원을 가공해 만든 친환경 소재 ‘이소소르비드(Isosorbide)’를 사용한 것이 특징이다.현재 국내 전해액 제조사와 성능 테스트를 진행하고 있으며 향후 배터리의 화재 발생을 낮추기 위한 난연 소재도 개발할 계획이다.삼양사 강호성 대표는 “삼양사는 2차전지 소재를 글로벌 스페셜티 사업의 핵심 소재로 성장시키기 위해 신제품 개발과 투자에 지원을 아끼지 않고 있다”며 “유기합성 및 고분자 소재 기술 등 오랜 기간 축적한 연구 역량을 집중해 차별화된 배터리 소재를 개발하고 이를 통해 글로벌 시장 진출에도 박차를 가하겠다”고 말했다.

▲ 일본 국기[출처=CIA]6월 3주차 일본에서는 5월 방일외국인이 전년 동월 대비 60.1% 증가한 304만100명으로 한국인, 싱가포르인, 미국인, 오스트레일리아인, 영국인 방문 과거 5월 중 최고치를 기록했다고 밝혔다. 스카이드라이브는 미국 연방항공청이 eVTOL SKYDRIVE SD-05형 형식 증명 신청을 수리했다. ○ 사카나AI(サカナAI), 약 200억 엔 대형 증자 실시 예정 및 실현 시 시가총액 1800억 엔 도달 전망… 2023년 7월 구글 출신 유명한 AI 개발자 라이온 존스와 일본 외무성 출신 이토연(伊藤錬)이 도쿄에 설립○ 스카이드라이브(スカイドライブ), 미국 연방항공청이 eVTOL SKYDRIVE SD-05형 형식 증명 신청 수리… 2025년 일본 국제박람회에서 2지점 간 운항사업자로 선정 및 데모 비행 예정이며 2026년 국토교통성에 형식 증명 취득, 상용운항 개시한 이후 미국 형식 증명 취득 예정○ 농림수산성(農林水産省), 5월 집하업자 JA그룹 등이 도매회사에 판매한 2023년산 쌀 가격 60kg당 평균 1만5597엔… 지난해 같은 시기 1만3907엔 대비 12%인 1690엔 높아, 2023년 기록적인 무더위로 생산량 감소 및 2024년 수요 회복 등이 가격 상승 배경○ 나리타공항(成田空港), 2023년도 매출액 2169억 엔으로 전년 대비 65% 증가... 최종 순익 100억 엔 흑자, 4기만에 흑자 전환, COVID19 검역대책 완화 및 엔저 영향으로 항공 수요 회복○ 후지경제(富士経済), 2024년 100% 오렌지 주스 국내 시장 규모 319억 엔으로 전년 대비 7% 감소 전망... 100% 과즙 음료 중 오렌지가 35% 차지, 2023년 100% 오렌지 주스 시장 규모 343억 엔으로 전년 대비 0.9% 증가○ 지방정부 도쿄도(東京都), 2025년 4월 이후 신축 주택 판매가격 1가구당 100만 엔 전후 상승 전망으로 대기업 건설사 약 80%가 가격 인상 전망... 주택에 태양광 패널 설치 의무화하는 환경확보 조례를 2022년 개정, 2025년 4월 이후 건축 확인제증 교부○ 내각부(内閣府), 4월 선박·전력을 제외한 민수 수주액(계절 조정치) 전월 대비 2.9% 감소해 3개월 만에 마이너스… 제조업 전월 대비 11.3% 줄어든 4194억 엔으로 3개월 만에 감소, 조선업, 전기기계, 그외 수송용 기계에서 하락, 자동차 및 부속품은 6.8% 상승○ 히타치제작소(日立製作所), 실리콘 양자컴퓨터 실용화를 위해 양자 비트 수명 100배 이상 연장한 신기술 개발… 양자 비트 스핀 조작 방식기술로 양자 비트 조작에 이용하는 마이크로파 조사·연구해 반도체중 노이즈 일부를 없애 양자비트를 안정○ 미국 시티커머셜뱅크(CCB), 일본 중견기업의 해외 진출 등을 지원하는 업무 시작… 마케팅, 서비스, 금융 등 각 부문과 연계해 국경을 넘는 금융 요구에 대응하고 컨설팅 업무도 병행, 2022년 독일, 스위스, 캐나다, 2023년 프랑스, 아일랜드 등에 CCB부문 개설, 전 세계 90개국 이상 시티네트워크 구축○ 혼다(ホンダ), 6월부터 법인용 소형 비즈니스 제트기 혼다제트(ホンダジェット)를 활용해 국내 중장거리 이동 신서비스 시작… 향후 일반용 확대 검토, 지방도시 간 정기항로 및 장거리철도 등 대중교통이 불편한 지역 고객 편리성 향상 기대○ 도요타자동차(トヨタ自動車) 자회사 도요후지카이운(トヨフジ海運), 2027년 매탄올 주연료 사용 자동차 운반석 2척 도입할 계획… 국내 항구를 왕래하는 내항선으로 기존 적재량 대비 10% 늘어난 총 2300대 운반 가능, 차량 1대당 이산화탄소 배출량 20% 감축○ GMO인터넷그룹(GMOインターネットグループ), 2040년 1100만 명 부족한 일자리 해결을 위해 GMO AI&로보틱스상사(GMO AI&ロボティクス商事, GMO AIR) 설립… 국내외 로봇 조달, 인터넷 인프라 서비스 영역 및 2013년부터 연구 진행 중인 AI 활용 노하우와 융합 계획○ 스미토모화학(住友化學), 대만 타이난(台南) 생산공장 648억 위안 손실로 직원 4000명 해고… 시장의 공급 과잉으로 겨울 전 평광판 생산능력 30% 줄일 계획, 타이난시, 한국 평택시 생산공장 각각 1라인씩 생산 중단 예상, 손실이 추정치 2450억 엔에서 3120억 엔으로 확대○ 재무성(財務省), 2024년 5월 무역수지 마이너스 1조2212억 엔으로 2개월 연속 적자… 동월 수출액은 8조2770억 엔, 수입액은 9조4980억 엔으로 전년 동월 대비 각각 13.5%, 9.5% 증가, 수출은 미국 자동차 및 중국 반도체 등 제조장치, 수입은 석유제품, 원유 수입, 미국으로부터 유입이 증가해 적자폭 확대○ 재무성(財務省), 5월 한국 수출액 5272억1800만 엔, 수입액 3996억200만 엔으로 전년 동월 대비 각각 7.6%, 24.2% 증가로 아세안 국가 중 3위… 1위 중국 수출액은 1조5806억5900만 엔, 수입액은 2조1137억4800만 엔으로 각각 17.8%, 12.3% 늘어○ TDK, 기존 제품 100배 에너지 밀도 1000Wh/L 전고체 전지용 재료 개발 성공… 산화물 고체 전해질 및 리튬 합금 음극 채용, 전고체 전지 CeraCharge보다 에너지 밀도가 훨씬 높음○ 일본정부관광국(日本政府観光局, JNTO), 5월 방일외국인 304만100명(추계)으로 전년 동월 대비 60.1% 증가, 코로나(COVID)19 전 2019년 동월 대비 9.6% 증가 및 3개월 연속 300만 명 초과… 조사 대상 23개국 중 한국, 싱가포르, 미국, 오스트레일리아, 영국 등 5월로 과거 최고 기록, 인도는 단월 과거 최고 경신, 1~5월 방일 외국인 1464만1500명으로 전년 동기 대비 69.5% 증가▲ 박재희 기자[출처=iNIS]

일본 닛산자동차(日産自動車)에 따르면 2030년까지 전기자동차(EV) 등 전동차 관련 기술에 1조엔 이상을 투자할 계획이다. 이중 3분의 1 이상을 차세대 배터리 '전고체 배터리' 개발에 투자한다.고출력으로 소형화하기 쉽고 발화가 어려운 특성을 갖고 있기 때문으로 2030년까지 실용화를 목표로 하고 있다. 또한 희소 금속을 사용하지 않는 배터리 개발에도 치중할 계획이다.2030년 초 신형 EV 자동차와 독자적인 하이브리드 기술 e-POWER를 사용한 자동차로 전환한다. EV 전용차 '아리아'의 주문을 접수하고 있다.향후 10년간 글로벌 자동차 시장은 EV 등 친환경 자동차의 각축장이 될 것으로 예상된다. 도요타 자동차 역시 차세대 전지 증산 및 개발에 1조5000억엔을 투입하기로 결정했다.독일의 글로벌 자동차 제조업체인 폭스바겐은 2030년까지 약 70종의 전기차를 판매할 계획이다. 글로벌 자동차 제조업체들의 전기자동차 시장 각축전이 치열해질 것으로 전망된다.▲ 닛산자동차 아리아 이미지(출처 : 홈페이지)

미국 전고체배터리 제조업체인 퀀텀스케이프(QuantumScape)에 따르면 독일 글로벌 자동차제조업체인 폭스바겐(Volkswagen)과 공동으로 잘츠기터(Salzgitter)시에서 전고체 배터리를 생산할 계획이다.양사 간의 합의에 따르면 2021년 4분기 파일럿 플랜트의 위치를 결정할 방침이다. 정부의 추가 지원이 필요하기 때문이다.QS-1이라고 불리는 이 공장은 초기에 1GWh의 용량을 갖게되며 향후 연속 생산을 위해 총 21GWh의 용량으로 확장될 계획이다.합작 투자는 퀀텀스케이프의 핵심 배터리 기술과 폭스바겐의 대량 고품질 생산능력을 결합해 전고체 기술을 산업 생산에 적용할 수있는 능력을 극대화할 수 있을 것으로 전망된다.▲ 퀀텀스케이프(QuantumScape)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

·일본 도쿄공업대(東京工業大学)에 따르면 깨끗한 전해질·전극 인터페이스가 전고체 배터리(solid-state lithium battery)의 용량 개선의 핵심이라고 밝혔다.연구 프로젝트는 도호쿠대(東北大学), 국립산업과학기술원(国立産業技術総合研究所) 및 일본공업대(日本工業大学)와 공동으로 진행됐다.기존의 액체 리튬 이론 배터리는 상당한 이점을 가지고 있지만 내구성이나 용량에서 단점을 가지고 있다. 전고체 배터리는 충전 및 방전중에 리튬(Li) 이온을 교환하는 고체 전극과 고체 전해질로 구성된다.전고체 배터리는 높은 에너지 밀도와 안전성을 구비한 것으로 평가된다. 연구팀은 전고체 배터리에서 낮은 인터페이스 저항과 고속 충전을 달성하기 위해 깨끗한 전해질·전극 인터페이스를 생성하는 것이 필수적이라는 것을 발견했다.깨끗한 인터페이스는 전고체 배터리의 충전 및 방전중에 리튬의 삽입 및 제거를 용이하게하기 때문이다. 이번 프로젝트의 결과는 향후 전고체 배터리의 설계에 대한 중요한 통찰력을 제공할 수 있을 것으로 전망된다.▲ Japan-TokyoInstituteofTechnology-Battery▲ 도쿄공업대(東京工業大学)의 전경(출처 : 위키피디아)

일본 글로벌 자동차제조업체인 도요타자동차(トヨタ自動車)에 따르면 2025년까지 전고체 배터리의 상용화를 완료할 계획이다.전고체 배터리는 기존의 리튬-이온 배터리에 비해 훨씬 더 가볍고 더 빠르게 충전가능하며 더 오래 지속된다. 현재 전고체 배터리 생산 기술 등 연구 개발을 진행중이다.도요타의 트럭 상용차 계열사인 히노(Hino)가 전고체 배터리를 사용할지 여부는 아직 밝히지 않았다. 히노는 하이브리드 트럭에 기존 리튬-이온 배터리를 사용했다.고체 배터리가 트럭에 장착되면 연료 전지 트럭의 성능이 향상될 수 있을 것으로 평가된다. 배터리 무게가 눈에 띄게 감소하면서 연료 소비가 개선된다. 이 기술로 구동되는 전기자동차의 첫 번째 프로토 타입은 2021년 출시될 예정이다.▲ Japan-toyota-Battery▲ 도요타자동차(トヨタ自動車)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)

중국 전기차제조업체인 니오(Nio)에 따르면 세계 최대 전자/IT 전시회인 'CES 2021'에서 전고체 배터리가 구비된 Nio ET7 세단을 개발했다. 150kWh 배터리 팩으로 621마일을 주행할 수 있다.출시때 70kWh 및 100kWh 팩의 두 가지 배터리 용량을 사용할 수 있다. 150kWh 배터리 팩은 곧 출시될 예정이다. 배터리 팩은 대만 기술기업인 프롤로지움(ProLogium)의 MultiAxis Bipolar Pack이 사용된다.니오와 프롤로지움은 2019년 8월 파트너십을 체결했다. 전고체 배터리는 경쟁사보다 더 안정적이고 비용 효율적인 것으로 평가된다. 다만 차량의 시작 가격은 약 $5만8378달러이지만 배터리를 포함하지 않은 금액이다.기본적으로 두 개의 배터리 중 하나를 임대해야 한다. 임대가격은 한 달에 150달러부터 시작된다. 배터리 팩을 구매하는 경우에 가격은 1만 달러 이상이다. 또한 차량은 빠른 배터리 교체가 가능하다.니오는 중국에 500개의 배터리 교체 센터를 건설할 계획이다. 이를 통해 전고체 배터리를 이용하는 차량의 보급이 더욱 빨라질 것으로 전망된다.▲ China-Nio-SolidStateBattery▲ 니오(Nio)의 홍보자료(출처 : 홈페이지)