액체 전해질을 고체로 대체한 솔리드 스테이트 배터리(Solid state battery. 전고체 배터리)는 전기차 산업의 게임 체인저로 꼽힌다. 전고체 배터리는 일반적으로 사용하는 리튬 이온 배터리보다 더 작고 가벼운 데다 전력 밀도가 3배 이상 높아 더 먼 거리를 달릴 수 있다. 물론 비용도 낮아 지금의 전기차 가격을 크게 낮출 수 있다.
충전 시간이 짧고 화재 안전, 환경에 미치는 영향까지 모든 면에서 기존 배터리의 단점을 극복할 수 있다고 보고 '꿈의 배터리'라고 부른다. 기술과 시장 선점을 위해 전 세계 완성차, 배터리, 신에너지 등 전기차 관련 기업 대부분이 전고체 배터리 개발에 사력을 다하는 분야다.
열의와 다르게 세상 누구도 상용화가 가능한 전고체 배터리를 보여주지 못하고 있다는 점은 아쉽다. 글로벌 완성차 가운데 적극적으로 전고체 배터리를 강조하고 있는 곳은 일본 도요타다. 도요타는 지난달 13일 기술설명회에서 "전고체 배터리 상용화 계획 및 차세대 전기차 개발 계획"을 밝혔다.
속 터지게 느린 전동화 전환 지적을 의식했는지 "2027년 최대 1200km 주행 범위를 확보한 전고체 배터리 전기차 출시"라는 급가속 페달을 밟았다. 여기에 더해 2026년 전기차 풀 라인업을 갖추고 2030년 350만 대 가운데 절반 이상인 170만 대를 신규 EV 팩토리에서 생산하겠다고 약속했다.
도요타의 장담과 다르게 회의적 반응이 많았다. 그리고 몇 주가 지난 어제(13일), 이런 회의적 반응을 일갈하듯 케이지 카이타(Keiji Kaita) 도요타 탄소 중립 연구 개발 센터 사장이 "기존 배터리의 무게와 크기 비용을 절반으로 줄일 수 있는 획기적인 기술 혁신에 성공했다"라고 밝혔다.
주요 소재를 단순화해 충전 시간을 획기적으로 줄이면서 주행거리는 크게 늘린 차세대 배터리의 등장을 알린 셈이다. 이날 그가 언급한 차세대 배터리가 기존 전고체 배터리의 성능을 앞서고 있다는 점도 분명히 했다.
케이지 사장은 "액체든 고체든 현재 배터리의 부피와 무게를 절반으로 줄이는 것을 목표로 했다"라며 "기존 리튬 이온 배터리보다 간단한 공정으로 10분 충전에 최대 745마일(1200km) 주행이 가능한 차세대 배터리 제조 방법을 찾았다"라고 주장했다.
도요타의 주장처럼 꿈의 차세대 전고체 배터리를 상용화할 수 있게 된다면 이는 전기차 산업의 혁명으로 봐도 된다. 그러나 도요타의 주장에 미덥지 않은 부분이 제법 많다. 우선은 도요타가 공개한 전고체와 차세대 배터리의 기술적 제원은 '10분, 1200km'가 전부다.
배터리의 효율성을 짐작할 수 있는 어느 정도의 크기에 몇 개의 셀이 자리를 잡고 에너지 밀도, 충전과 방전 속도, 상온과 저온에서의 효율 변화 등 주요 정보는 전혀 공개되지 않았다. 비슷한 시기 전고체 배터리 상용화를 선언한 K-배터리가 리터당 650Wh 고분자 전고체 배터리, 리터당 900W의 에너지 밀도 등 구체적 수치를 내놓고 있는 것과 대비가 된다.
배터리 업계, 전문가 반응도 회의적이다. 누군가는 "10년 전에도 도요타와 비슷한 전고체 배터리 기술과 계획을 발표한 곳이 있었다"라며 "그때나 지금이나 많은 관련 기업이 당장 또는 수년 이내 상용화가 가능한 전고체 배터리를 내놓을 거처럼 얘기하고 있지만 구체화한 성과는 없었다"라고 꼬집었다.
도요타 전고체 특허가 연관 기업 가운데 가장 많은 1300여개라는 점에서 기대하는 반응이 나왔지만 과장된 허풍으로 보는 시선이 적지 않았다. 전 세계 전기차 수요가 급증하고 있고 주요 완성차가 라인업 확장에 적극적인 것에 조바심을 보인 것으로 보는 해석도 있다.
도요타와 렉서스는 각각 1개씩의 평범한 전기차만 팔고 있다. 미국을 비롯한 글로벌 시장에서 내연기관으로 1, 2위를 다투고 있는 폭스바겐 그룹의 순수 전기차 라인업은 10개가 넘는다. 지엠은 현재 5개 수준인 순수 전기차가 올해 10개 이상으로 늘어날 예정이고 현대차그룹이 지금 팔고 있는 모델도 10여 개에 달한다.
도요타가 공언한 대로, 배터리 전쟁의 확실한 교두보가 될 전고체 배터리를 약속한 때에 내놓을지는 아직 지켜볼 일이다. 그러기 전에 제대로 된 전기차를 내놓지 못하면 뻔한 위기가 닥칠 수 있다. 언제가 될지 모를 게임 체인저 등장 이전의 공백을 메울 제대로 된 전기차가 당장 필요해 보인다.