"9분 만에 80% 충전"···K-배터리, 급속충전 기술 경쟁 '치열'

그동안 가파른 성장세를 보이던 전기차 시장이 주춤하는 모습을 보이고 있다. 초기 시장 진입자들의 구매가 일단락되면서 성장세가 둔화되는 부분도 있으나, 느린 충전 속도가 소비자들의 구매를 망설이게 만드는 주요 요인으로 작용하고 있다. 이에 배터리 업계는 소비자들의 충전 부담을 낮출 수 있는 기술 개발에 몰두하고 있다. 21일 한국자동차모빌리티산업협회(KAMA)에 따르면 수입차를 포함한 국내 전기차 판매량은 지난해 15만7823대를 기록했으며 지난 2022년 15만7906대보다 83대 감소했다. 국내 전기차 판매량은 지난 2021년 10만355대로 처음으로 10만대를 돌파했고 지난 2022년 60% 이상 성장하며 16만4324대가 팔렸다. 매년 두 자릿수 상승세를 기록하며 달려왔지만 성장을 멈췄다. 전기차의 수요 부진 원인으로는 높은 가격, 충전 인프라 부족 등의 이유가 지적된다. 특히 큰 진입장벽 중 하나는 내연기관 자동차 대비 느린 충전 시간이다. 현재 전기차를 급속충전으로 배터리 용량의 80%까지 충전하려면 30분에서 1시간 정도가 소요된다. 이를 단축하고자 배터리 업계는 급속충전 속도를 끌어올리는 기술 개발에 적극 나서고 있다. 배터리 충전 속도는 리튬이온 이동 거리와 이동 속도에 따라 결정된다. 에너지 밀도가 높으면 충전 시 음극저항이 높아 리튬이온 이동속도가 느려져 충전 시간이 길어진다. 삼성SDI는 9분 만에 8%에서 80%까지 셀 충전이 가능한 초급속충전 기술을 개발하고 있다. 리튬이온의 이동경로를 최적화하고 저항을 감소시켜 9분 만에 80%까지 충전이 가능한 초급속충전 기술이다. 극판을 짧게 만들어 충방전 시 리튬이온이 움직이는 거리를 짧게하고 리튬이온이 움직이는 속도를 올려 충전 속도를 올리는 것으로 2026년 양산이 목표다. SK온 또한 급속 충전 기술을 개발하며 전기차 시대를 대비하고 있다. SK온의 SF 배터리는 지난 2021년 처음 공개한 하이니켈 배터리로 18분만에 셀 용량의 10%에서 80%까지 충전할 수 있다. 최근에는 기존 SF 배터리 대비 급속충전 성능이 약 18% 개선된 Advanced SF 배터리를 선보이기도 했다. 아울러 회사는 5분 충전으로 300km를 주행할 수 있는 하이니켈 NCM(니켈·코발트·망간) 배터리를 2030년까지 개발할 계획이다. LG에너지솔루션은 충전 시간을 급격히 줄이기보다는 에너지 밀도를 손해 보지 않고 성능을 강화하는 방향으로 급속충전 기술을 개발하는 중이다. 앞서 LG에너지솔루션은 지난 2019년에 업계 최초로 실리콘 음극재를 적용한 배터리를 양산해 20분에 80% 이상 충전이 가능한 기술을 구현한 바 있다. 실리콘 음극재는 기존 흑연 음극재 대비 배터리 에너지 밀도를 4~10배 높이고 충전 시간을 크게 줄일 수 있다. 이에 LG에너지솔루션은 실리콘 함량을 높인 음극재 배터리 개발에 매진하고 있다. 업계 관계자는 "배터리 충전 속도는 전기차 수요 확대를 위한 핵심 요소"라며 "업계는 급속 충전 기술 개발에 지속 투자해 운전자들이 편리한 환경에서 전기차를 사용할 수 있도록 노력할 것"이라 말했다. /차현정기자 hyeon@metroseoul.co.kr