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Nikkei X-TECH_2020.3.10

도요타가 전망하는 전고체 배터리
소형 EV에서 500km의 항속거리

“액체계인 리튬이온 배터리(LIB)에서는 (배터리 팩의 체적 에너지 밀도에서) 300~400Wh/L 사이의 벽을 넘을 수 없다고 생각한다. 100% 충전했을 때 500km를 주행할 수 있는 소형 전기자동차(EV)를 만드는 것은 어렵다”. 도요타자동차에서 전고체 배터리 개발을 담당하는 나카니시(中西) 씨는 20년 1월에 열린 ’제12회 오토모티브 월드’의 전문 세미나 ‘EV 진화의 열쇠가 되는 혁신적 배터리 개발’에 등단해 이렇게 지적했다.

지금의 EV는 1회 충전당 항속거리를 늘리기 위해 배터리 팩을 많이 쌓지 않으면 안 된다. 나카니시 씨는 그 때문에 대형 또는 전고(全高)가 높은 차량이 많다고 보고 있다. 그리고 그러한 벽을 극복하기 위해 도요타가 기대하고 있는 것이 전고체 배터리라고 한다.

“도요타는 2차배터리 연구개발에서 전고체 배터리에 상당히 집중하고 있다”(나카니시 씨). 이 말에서 알 수 있듯이 도요타는 전고체 배터리의 실용화에 적극적이다. 실제로 08년 무렵에는 혁신 배터리에 착수하고 있던 배터리 연구자의 대부분을, 지금은 전고체 배터리에 투입하고 있다고 한다. 도쿄올림픽∙패럴림픽이 열리는 20년, 도요타는 시작(試作)한 전고체 배터리를 탑재한 최초의 차량을 선보일 계획이다.

그 차량에 탑재하는 전고체 배터리 셀은 적층형을 채용한다. 풀사이즈라고 부르는 EV에서 사용되고 있는 LIB와 같은 크기가 될 전망이다. 고체 전해질에는 황화물계, 정극과 부극에는 기존의 LIB에서 실적이 있는 재료를 적용한다.

최종적으로 EV용 전고체 배터리 셀이 적층형이 될지 여부는 현시점에서는 불투명하다. “자동차는 10년, 15년이라는 장기 내구성이 요구된다. 적층형 실(Seal)로 그러한 내구성을 확보할 수 있을지에 대해서는 앞으로 검토가 필요하다”라고 나카니시 씨는 말한다.

20년대 전반의 전고체 배터리의 실용화를 위해 나카니시 씨가 가장 중요하다고 생각한 것은 프로세스 기술이다. 그러나 그 진척에 대해서는 “지금도 열심히 추진하고 있다”라는 정도의 발언에 그쳤다.

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