산업통상자원부는 21일 정만기 산업부 제1차관이 참석한 가운데 그랜드 인터컨티넬탈호텔 파르나스홀에서 ‘고밀도 이차전지 개발 프로젝트’ 발족식을 개최하고 전기차, 이차전지기업, 소재기업, 관련 연구기관이 참여하는 ‘전기차-이차전지 융합 얼라이언스’를 구성했다.

이차전지 시장은 IT기기용의 소형전지에서 전기차 및 에너지저장장치(ESS)용 중대형 이차전지로 중심이 이동하고 있다. 특히 전기차용 중대형 전지시장은 올해 73억8000만달러에서 2020년 196억8000만달러로 연평균 약 34.9% 고속 성장할 것으로 전망되는 등 유망산업으로 부각되고 있는 상황에서 산업부와 업계가 함께 전기차와 이차전지 산업의 글로벌 주도권을 확보하고 관련 기업간 협력을 극대화하기 위해 고밀도 이차전지 개발 프로젝트 및 전기차-이차전지 융합 얼라이언스를 추진하게 됐다.

고밀도 이차전지 개발 프로젝트는 올해 7월 열린 제10차 무역투자회의의 후속조치로 2020년에 전기차 1회 충전만으로 서울에서 부산까지(400㎞) 주행이 가능한 고밀도 전지 개발을 목표로 하고 있다.

산업부와 민간이 올해부터 2020년까지 총 430억원(산업부 270억원, 민간 160억원)을 투자해 전지 에너지밀도를 지난해 150Wh/㎏에서 2020년 300Wh/㎏로 현재보다 2배 이상 향상시킬 계획이다. 전지의 에너지밀도란 1㎏의 전지에 담는 에너지량(Wh)으로 에너지밀도가 높을수록 주행거리가 길어진다.

이번 프로젝트의 성공적 추진과 조기 사업화를 위해 한국전지연구조합에 사업단을 설치해 운영하고 전지기업(LG화학, 탑전지 등), 4대 소재기업(포스코켐텍, 더블유스코프코리아 등), 전지 수요기업(현대차), 대학·연구소 등 총 27개 기관, 230명의 연구진이 참여한다.

구체적으로 2020년까지 전지의 핵심 구성요소인 양극, 음극, 전해액, 분리막 등 4대소재 혁신을 위한 기술개발 등을 본격 추진한다.
양극 소재의 경우 기존 50~60% 수준인 니켈함량을 80% 이상으로 높이는 등 고전압용 소재를 개발함으로써 에너지양을 증가시킬 계획이다. 음극소재는 기존 흑연계만의 소재에서 실리콘-탄소소재 복합 음극활물질을 개발해 단위 부피(㏄)당 리튬이온을 저장할 수 있는 공간을 확대한다.

전해액은 양·음극 고용량 소재 사이에서 리튬이온의 흐름을 담당하는 역할을 하며 에너지밀도 향상을 위한 충전전압을 높이기 위해 고전압용 양극소재와 함께 고전압(5.0V) 환경에서도 전기화학적으로 안정된 전해액 및 전해액 첨가제 개발할 예정이다. 분리막은 전지의 부피와 무게를 감소시키기 위해 분리막의 두께를 기존 20㎛에서 18㎛로 얇게 하는 동시에 충·방전시 전지의 열팽창을 방지하기 위한 다층 구조의 분리막 코팅기술 개발하게 된다.

또한 이러한 4대 소재 혁신기술을 결합한 전지 시스템을 개발하며 이 고밀도 전지를 전기차 환경에서 성능을 검증해 최종적으로 제품화할 계획이다. 4대 소재외에도 지난해 12월 확정된 제3차 환경친화적자동차 개발 및 보급 기본계획에 따라 차체 경량화, 전동기 고성능화, 냉난방기기 고효율화 등 전기차 성능 향상을 위한 기술도 별도로 차질 없이 추진된다.

한편 이날 구성된 ‘전기차-이차전지 융합 얼라이언스’는 관련 기업간 협업의 플랫폼으로 전기차 및 이차전지, 4대 소재기업, 연구소 등 전지관련 기업 및 기관이 폭넓게 참여했다.

융합 얼라이언스는 전기차-이차전지산업 간 기술 융합에 필요한 시장분석 및 로드맵 수립과 참여자간 협력 및 네트워크 운영을 상시화하고 전기차-전지-소재부품 기업의 개발제품 적용 및 사업화 추진, 전기차-이차전지에 관한 표준화 활동 및 홍보, 정책과제 및 제도개선 발굴등을 통해 전기차-이차전지 산업발전을 위한 활동을 전개할 계획이다.

정만기 산업부 제1차관은 “지금 세계 각국은 전기차와 이차전지 산업간 융합을 통해 자국의 경쟁력을 강화하기 위해 새로운 방안을 찾는 등 치열한 경쟁 레이스를 펼치고 있는 상황에서 고밀도 전지 개발 프로젝트는 우리나라가 세계 전기차 및 이차전지시장의 주도권 확보 경쟁에서 유리한 고지에 오를 수 있는 기폭제가 될 것”이라고 강조했다. 또한 “전기차와 이차전지는 바늘과 실처럼 유기적인 연계산업이므로 융합 얼라이언스 활동을 통해 기업 간에 긴밀히 협력해 협력의 시너지를 창출해야 한다”며 “정부도 전기차와 이차전지업계 및 연구계와 적극적으로 소통하고, 해외 진출 및 기술융합을 위한 정책적 지원을 아끼지 않겠다”고 덧붙였다.

산업부는 이번 프로젝트를 성공적으로 추진으로 2020년 전기차 400㎞ 주행 시대는 물론 전기차용 이차전지 수출을 지난해 5억달러에서 2020년 37억달러까지 확대하는 등 전기차와 이차전지 산업의 성장을 촉진해 나갈 방침이다.