글로벌 컨설팅 기업 프로스트 앤드 설리번이 ‘EV용 첨단 리튬 배터리 글로벌 시장 성장 기회 및 미래 배터리 화학물질 도입 분석 보고서(Global Growth Opportunities for Advanced Lithium Batteries for EVs and the Adoption of Future Battery Chemistries)’를 발표했다.

전기 자동차(EV) 사용이 증가하면서 배터리 솔루션 효율성과 안전성 강화, 수명 연장에 대한 필요성이 강조되고 있다.

프로스트 앤드 설리번 보고서에 따르면, 자재 성능 효율성 및 안전성이 개선되고 생산 비용 절감, 그리고 수명이 연장된 미래 배터리 화학물질 개발을 위해 많은 연구 기관과 배터리 공급사, 주요 전기 자동차 OEM사들이 협력하고 있다. 솔리드 스테이트(solid-state)와 나트륨-이온(sodium-ion), 리튬-황(Lithium-sulfur) 등 미래 화학물질들이 꾸준히 진화하고 있다. 이 미래 화학물질들을 통해 향상된 안전성과 높아진 에너지 밀도, 고속 충전 기능을 제공해 기존의 리튬이온 배터리와 관련된 문제들을 극복할 수 있을 것으로 기대된다.

프로스트 앤드 설리번 모빌리티 산업의 아만 굽타(Aman Gupta) 연구원은 “자동차 산업이 현재 EV 배터리 기술에서 몇 가지 한계점을 발견하면서 구동에 관한 혁신에 주력하고 있다”며 “이로 인해 관련 업계들은 배터리 팩의 설계 및 패키징, 대체 화학물질 진화에 나서고 있다”고 말했다.

알루미늄 에어(Al-Air)와 리튤-에어(Li-Air)와 같은 메탈-에어(Metal-air) 배터리들에 대한 연구가 한창이다. 리튬 황과 나트륨 이온, 솔리드 스테이트 배터리들이 현재 개발 단계에 있다. 앞으로 5년 이내에 상용화가 될 것으로 보인다. 특히 대부분의 OEM사가 미래 EV용의 중량 대비 고출력을 내는 솔리드 스테이트 배터리에 적극적으로 투자해 이를 2030년까지 도입할 계획이다.

미래 화학물질의 이점을 잘 활용해 더 효과적인 배터리 솔루션을 얻기 위해 배터리 제조사는 아래와 같은 활동에 주력해야 한다.

·단일 화학물질들을 우선시하기 보다는 솔리드 스테이트 및 나트륨-이온, 리튬-이온 등 복합 화학물질들을 포함

·향후 5~7년간 대부분의 배터리 제조사와 EV 제조사들이 주행 거리 불안과 비용 문제 극복을 위해 미래 화학물질들을 도입할 것으로 전망돼, 더 높은 주행거리와 구동, 안전성 개선을 지원할 수 있는 기술사와 협업

·적정 비용과 더 나은 안전성, 열관리를 위한 미래 화학물질 도입으로 장기적으로 배터리 비용 효율성을 높여야 EV 가격도 적정선 가능