배터리의 미래를 위한 4가지 질문
우리는 세계적인 환경 문제로 화석 연료 중심 경제에서 재생 에너지 중심 경제로 '빅쉬프트(대전환)'가 일어나는 시대를 살고 있다. 친환경 연료로 꼽히는 배터리 기술은 이 같은 에너지 대전환의 핵심으로 꼽힌다. 하지만 현존하는 리튬-이온 배터리 기술은 지금처럼 에너지 대전환 시기를 예상하며 개발되지 않아 한계가 있다. 때문에 많은 기업과 대학이 차세대 배터리 기술에 총력을 기울이고 있다. 그렇다면 2022년 현재, 차세대 배터리 기술 개발에서 가장 중요한 4가지 핵심 과제(질문)는 무엇일까? 첫 번째는 배터리의 에너지 저장밀도를 어떻게 하면 높일 수 있는가 하는 것이다. 에너지 저장 밀도는 얼마 만큼의 에너지를 단위 무게나 부피에 저장할 수 있는가를 나타내는 지표다. 보통 무게(Specific Energy, Wh/kg)나 부피 (Energy Density, Wh/L)를 기준으로 성능을 측정한다. 이는 전기자동차 주행거리를 결정하기 때문에 중요하다. 상업용 리튬이온 배터리가 처음 개발 됐을 때는 배터리 셀의 무게당 에너지 저장밀도가 100 Wh/kg 정도 밖에는 안됐지만 현재는 200 Wh/kg이 넘어섰다. 하지만 이 수치는 배터리 생산가격을 고려하지 않은 한계가 있다. 때문에 에너지 저장밀도를 배터리의 생산가격으로 나눈 $/kWh 가 요즘은 중요한 중요한 지표로 사용된다. 2014년 배터리 가격이 $500/kWh였지만 최근에 생산량이 급증하면서 $130 부근까지 떨어졌다. 그리고 미국 에너지성(Department of Energy : DOE)은 2023년 목표(Target)을 $100/kWh로 설정했다. 하지만 최근 글로벌 공급망 체인 이슈와 우크라이나 전쟁으로 배터리 원자재 가격이 급상승하면서, 목표를 맞추기는 힘들 것으로 예상된다. 오히려 $130이상으로 다시 올라갈 가능성도 있다.