일본산업뉴스요약

전고체 리튬배터리 주도권
일본의 국제표준화 전략 책정, 차량탑재용 시험평가법 개발

▶[용어] 전고체 리튬이온배터리
현재 주류인 리튬이온배터리는 정극과 부극 사이를 액체전해질로 채우고 있다. 반면, 전고체 리튬이온배터리는 고체재료의 전해질을 채용하였다. 고체로 대체함으로써 액체가 새는 것에 대한 우려가 없어졌다. 또한 휘발성분이 적어지면서 쉽게 발화되지도 않는다. 전고체배터리의 강점은 높은 안전성과 높은 급속충전성능이다. EV의 보급을 저해하고 있는 장시간 충전 문제를 해소할 수 있다.

경제산업성과 신에너지∙산업기술총합개발기구(NEDO)는 차량탑재용 전고체 리튬 배터리(전고체LIB)의 국제표준화 전략을 책정한다. 2020년을 목표로 국제규격∙기준에의 반영을 상정한 전고체LIB의 시험평가법의 원안을 작성한다. 전기자동차(EV) 수요의 확대에 따른 본격 보급기를 내다보고, 일본이 전고체LIB의 국제협조를 주도한다. 일본의 축전지 기업의 경쟁력 강화를 지원한다.

전고체LIB의 내구성 시험 데이터나 열화메커니즘의 해석, 열화현상을 해명하여, 셀이나 구성재료, 부품의 열화요인 맵을 책정한다. 장기내구성을 단기간에 예측할 수 있는 열화가속 시험법을 개발한다.

양산에는 안전성을 담보하는데 있어 표준적인 시험평가법의 확립이 반드시 필요하다. 국내에서는 기술연구조합리튬이온배터리재료평가연구센터(LIBTEC)가 배터리재료의 공통평가기반의 확립을 추진하는 등 연구개발이 활발히 진행되고 있다.

그러나 차량탑재용 축전지 시장에 있어서 일본의 점유율은 13년의 약 70%에서 16년에는 약 40%까지 저하하였다. 일본, 중국, 한국의 과점 상황에는 변함이 없지만 대규모투자, 양산화, 비용저감의 체력 승부가 되었다.

한편, 유럽위원회가 일본, 중국, 한국의 축전지기업에의 의존에서 탈피하기 위해 유럽기업의 지식을 결집하는 ‘차량탑재용 축전지판 에어버스’구상을 밝히는 등 추격을 강화한다.

현재의 리튬이온배터리는 기술적으로 성숙되었고, 리튬이나 코발트 등 자원 제약의 위험을 안고 있다. 경제산업성은 20년대의 전고체LIB의 실용화를 목표로 연구개발을 서두르고 있다.

전고체배터리의 특허출원은 2006년 이후 증가. 02년~14년의 특허출원 건수 중 일본은 54%를 차지하면서 2위 이하의 중국이나 미국, 한국에 차이를 벌리고 있다.

▶본격 보급을 내다보고 ‘움직임’ 가속
-- 도요타, 20년대 전반에 실용화 --
전고체배터리 특허출원 건수에서 세계 1위인 도요타자동차는 2020년대 전반에 차량탑재용 전고체배터리의 실용화를 목표하고 있다. 도요타는 하이브리드차(HV) 등의 전동차 세계 점유율 1위다. 17년 12월에는 파나소닉과 차량탑재용 각형 배터리사업에서 협업을 검토하기 시작하였으며, 차세대기술로서 전고체배터리에서의 협력도 고려하고 있다. 도요타와 파나소닉은 자동차회사 각 사의 전동차 보급에 공헌하는 것을 상정하고 구체적인 협업 내용을 조율하고 있다.

-- 소재기업, 양산기술 확립이 과제 --
미쓰비시가스화학이나 도레이, 스미토모화학 등 소재기업도 전고체배터리의 수요확대를 전망하고 재료개발을 서두르고 있다. 미쓰비시가스화학은 2020년까지 전고체배터리용 고체전해질을 개발할 계획이며, EV 등 차량탑재용 리튬이온 이차전지를 잇는 차세대배터리 재료의 실용화를 서두른다. 그러나 고체전해질은 쉽게 깨진다는 문제를 안고 있다. 얇으면서 충분한 강도를 갖는 재료의 양산기술 확립이 최대 과제다.

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