현대차·SK·LG가 투자한 SES, 세계 최대용량 '리튬메탈 배터리' 공개

▲국내 기업이 투자한 미국 배터리 제조업체 SES가 4일 열린 제1회 ‘배터리 월드’ 온라인 행사에서 세계 최초 100+Ah 리튬메탈 배터리 ‘아폴로’와 새로운 기가팩토리를 공개했다. SES 최고경영자(CEO) 치차오 후 박사가 ‘아폴로’를 소개하고 있다. /사진=SES

[에너지경제신문 이진솔 기자] 현대자동차와 SK, LG 등 국내 대기업으로부터 투자를 받은 미국 배터리 제조업체 SES가 ‘하이브리드 리튬메탈 배터리’를 공개했다. 기존 리튬이온 배터리뿐만 아니라 차세대 배터리로 꼽히는 전고체 배터리보다 안정성·주행거리·비용·성능 등 측면에서 강점이 있다고 내세웠다. SES는 완성차 업체와 검증을 거쳐 오는 2025년 상용화를 목표로 하고 있다.

SES는 4일 ‘SES 배터리 월드’ 행사를 통해 세계 최대 리튬메탈 배터리인 107암페어시(Ah) 규모 ‘아폴로’를 공개했다. 100Ah 이상인 리튬메탈 배터리가 세계에 공개된 것은 이번이 처음이다. SES는 이와 함께 2023년 완공될 전용 생산시설 ‘상하이 기가(Shanghai Giga)’도 발표했다.

아폴로는 높은 용량에도 무게는 0.982kg으로 가볍고 에너지 밀도는 417Wh/kg 및 935Wh/L에 달한다. 특히 상온에서 진행한 C/10(10시간 방전), C/3(3시간 방전), 1C(1시간 방전) 테스트 모두에서 비슷한 수준의 높은 용량과 에너지 밀도를 보였다고 회사 측은 설명했다.

치차오 후 SES 창업자 및 최고경영자(CEO)는 "완성차 파트너들과 지속해서 협력해 배터리를 최적화하고 상용 생산할 것"이라며 "가장 먼저 차세대 리튬메탈 배터리를 상용화할 계획"이라고 말했다.

특히 SES는 전기차 업계에서 차세대 기술로 꼽히는 전고체 배터리를 자사 리튬메탈 기술로 대체할 수 있다고 자신했다. 전고체 배터리는 현재 보편화된 리튬이온 배터리보다 주행거리가 길다는 장점이 있지만 상온에서 충전이 되지 않는 등 안정성 측면에서 한계가 지적돼왔다. SES는 배터리 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 고체로 대체하는 전고체 배터리에서 더 나아가 양극에 액체 전해질을 활용하고 음극에 보호코팅을 적용하는 ‘하이브리드’ 방식을 고안했다.

치차오 후 CEO는 "SES가 개발한 아폴로는 자동차에 탑재할 수 있는 수준으로 고온과 저온 등 외부 환경에서 버티면서도 고속 및 저속 주행 중에도 원활하게 작동한다"며 "전고체 배터리는 우리 하이브리드 리튬메탈 배터리 수준의 성능을 결코 달성할 수 없다"고 말했다.

SES는 아폴로에 더해 신소재 개발 플랫폼인 ‘헤르메스’와 배터리 상태를 모니터링하는 소프트웨어 ‘아바타’도 소개했다. 특히 아바타는 에너지 밀도를 높일수록 안전성 문제가 발생하는 배터리 위험성을 해결하는 역할을 한다. 전체 생산 과정에서 단계별로 데이터를 수집해 배터리에 이상 증상이 생기기 전 경고 신호를 보내 안전 관리를 돕는다.

김창환 현대자동차 친환경에너지랩장은 "현대자동차는 고객에게 세계 최고 수준의 전기차를 제공하겠다는 약속을 한 바 있고, 그 일환으로 차세대 배터리 개발에서 선두를 달리는 SES의 리튬메탈 기술 개발을 지원할 것"이라며 "저비용, 장거리, 내구성을 위한 배터리 기술을 통해 고객에게 최고의 EV 경험과 가치를 제공할 수 있을 것"이라고 말했다.

SES는 제너럴모터스(GM), 현대차 및 기아차와 전기차용 ‘A샘플’ 리튬메탈 배터리 개발을 위한 제휴개발계약(JDA)을 체결했다. 공동 개발한 A 샘플은 내년에 공개 예정이며 이후 B·C 샘플 검증과정을 거쳐 2025년 상용화를 목표로 하고 있다. 자동차용 A샘플 리튬메탈 배터리 공동 개발에 나선 업체는 SES가 유일하다.

SK㈜ 역시 SES 리튬메탈 배터리 개발 기술력을 높이 평가해 한국 기업 중 가장 빠른 2018년부터 SES에 투자했다. 김양택 SK 첨단소재 투자센터장은 "SK는 현재 전기차 배터리 소재 가치사슬 구축을 위해 첨단소재 투자를 강화하고 있으며, 차세대 배터리 개발에 가장 앞서 있는 SES의 상용화 일정에 맞춰 사업협력관계도 모색해 나갈 것"이라고 밝혔다.

SES는 전용 리튬메탈 배터리 생산시설인 ‘상하기 기가’를 중국 상하이 자딩구에 건설하고 있다. 약 2만7700제곱미터(약 8430평) 규모로 2023년 완공 예정이다. 연간 1GWh 리튬메탈 배터리를 생산할 수 있다.

배터리 생산시설은 협력하는 완성체 업체의 공장 인근에 건설할 예정이다. 치차오 후 CEO는 향후 한국 시장에도 집중하게겠다는 뜻을 밝혔다. 그는 "한국은 전기차 배터리 업계 리더로 전 세계로 보면 상위 5개 업체 중 3곳이 있다"며 "차세대 배터리 경쟁에서 승리를 거두려면 한국에 포커스를 두어야 한다고 생각한다"고 말했다.
jinsol@ekn.kr