'폭발 위험' 리튬이온 대체 '금속공기'전지…언제쯤 나올까

머니투데이

강기준 기자

갤럭시 노트7의 발화 사태로 폭발 위험이 있는 리튬이온배터리를 대체할 차세대 배터리에 대한 관심이 높아지고 있다.
폭발 위험이 아예 없는 금속공기전지 연구에 업체들이 뛰어들고 있지만 아직 걸음마 단계로 상용화까지는 갈길이 먼 상황이다.

12일 관련업계에 따르면 LG화학 (398,000원 ▼6,000 -1.49%), 삼성SDI (431,000원 ▼10,500 -2.38%) 등 배터리업체들은 금속공기전지 연구개발에 나서고 있다. 금속공기전지는 리튬, 아연, 알루미늄, 마그네슘 등 다양한 금속을 활용한 제품으로 음극은 금속을, 양극은 공기 중 산소를 이용해 전기를 발생시킨다.

리튬이온배터리처럼 충전을 위해 산화성 높은 금속이 쓰이지 않아 화재 및 폭발 염려가 없고 에너지 밀도는 5~10배 높다는 장점이 있다. 특히 스마트폰 배터리에 쓰일 경우 기존보다 사용시간이 비약적으로 늘어날 것으로 기대돼 '차세대 배터리'의 대표주자로 꼽힌다.

금속공기전지와 관련한 특허도 늘고 있다. 특허청에 따르면 지난 10년간 금속공기전지 관련 특허출원은 총 370건으로 나타났다. 2006년 4건에서 지난해 86건으로 21.5배 증가했다.

업체별로는 삼성전자가(64건), 현대자동차(26건), LG화학(22건) 순이었다. 삼성SDI는 삼성전자 소속 삼성종합기술원과 같이 연구를 진행해 관련 특허는 삼성전자에 포함됐다.

금속공기전지 중 리튬공기전지는 같은 크기에 대용량 제품을 만들 수 있다는 장점이 있다. 아연공기전지는 안전성과 경제성에 강점이 있다. 하지만 아연공기전지는 충전을 반복할수록 아연 형상이 변하고 내구성이 약해지는 단점을 지녔다.

국내 업체들이 연구개발에 뛰어들고 있지만 아직 상용화까진 갈길이 멀다. 대부분 특허가 배터리 핵심기술이나 자체개발한 고유 기술이라기 보다는 리튬이온배터리와 비슷한 일반적인 기술 특허가 많기 때문이다.

LG화학 관계자는 "특허청에 출원한 특허가 대부분 일반적인 기술에 관한 것"이라며 "현시점에선 차세대 배터리로 딱 한가지를 꼽을 수 없어 다양한 금속이 들어간 배터리를 연구하고 있다"고 말했다.

삼성SDI 관계자도 "차세대 배터리 연구에 투자하고 있지만 상용화까지 몇년이 걸릴진 아직 예측할 수 없다"고 말했다.

국내에선 금속공기전지 연구가 시작된지 4~5년정도 됐지만 미국과 일본 등 선진국은 이보다 3~4년 앞서 연구개발에 뛰어들었다.
업계 관계자는 "리튬이온배터리 발전이 기술적 한계에 다달아 같은 크기에 용량을 늘리기가 쉽지 않은 만큼 차세대 배터리의 연구개발 필요성이 늘고 있다" 고 말했다.