고체형 전기차 배터리가 상용화 어려운 이유가 뭘까요?

Question

안녕하세요.

전기차의 단점으로 불이 붙으면 불을 끄기 어렵다는 이유가 있잖아요. 그래서 안정성을 위해 고체형 전기차 배터리가 개발되어야한다고 이야기를 하는데 상용화가 안되고 어려운 이유가 뭘까요??

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

고체형 배터리는 배터리 내 전류의 통로인 액체 전해질을 고체로 변경한 배터리입니다.

이로 인해 폭발 위험이 거의 없으면서 전기 에너지 밀도가 기존 배터리보다 높아집니다. 그러나, 고체 전해질의 낮은 이온 전도도를 높이는 것이 어렵기 때문에 상용화가 쉽지 않은 것이죠.

게다가 고체형 배터리의 고체 전해질로 쓰이는 원료인 황화리튬은 가격이 비싸지만 기존 리튬이온 배터리 가격이 점점 낮아지고 있어 가격 경쟁력이 없습니다. 황화리튬 가격이 현재 수준을 유지할 경우 전고체 배터리 가격을 킬로와트시당 약 70만원으로 예상하고 있지만 현재 시중에 판매되는 리튬이온 배터리 가격인 킬로와트시당 약 12만원정도입니다.

Answer 2

안녕하세요. 장준원 과학전문가입니다.

고체화 배터리가 상용화만 될 수 있다면 폭발, 발화 특성이 낮고 안정성이 탁월하며 에너지 밀도가 높기 때문에 좋겠지만 가장 현실적인 벽에 부딪힌 문제는 바로 비용입니다. 지금 리튬이온 배터리가 적용된 전기차들의 가격을 좌지우지하고 있는 것이 바로 배터리 가격인데요. 이러한 가격이 현재 내려가고 있는 추세이다보니 전기차 가격도 내려오고 있는 중입니다. 하지만 아직까지 고체형 배터리 즉, 전고체 배터리는 고가인 상태라 아직까지 상용화는 어렵지만 언젠가 반드시 가야할 단계라고 할 수 있겠습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

전고체 배터리가 상용화되지 못하는 이유는 전고체 배터리는 액체 전해질을 사용하지 않기 때문에 열폭주가 발생할 가능성이 낮습니다. 하지만 고체 전해질의 전도도가 낮아서 양극과 음극 사이의 전류 이동이 원활하지 않으며, 이로 인해 성능 저하와 수명이 짧아질 수 있습니다. 또한, 고체 전해질은 습기나 산소에 노출되면 부식되거나 반응을 일으킬 수 있어 안전성 확보가 어렵습니다. 또한 전고체 배터리를 양산하기 위해서는 고체 전해질을 제조하는 기술과 전극을 코팅하는 기술이 필요합니다. 하지만 이러한 기술은 아직까지 개발 초기 단계에 있으며, 대량 생산에 적용하기 위해서는 많은 기술적 난관을 극복해야 합니다. 이러한 이유로 아직 상용화 되지 못하고 있는 겁니다