전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 화학

속보

더보기

[Tech 스토리] 배터리 안전과 수명 책임지는 '전해액'

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

전해액 3요소, 리튬염‧유기용매‧첨가제
리튬이온을 이동을 돕는 '베트스 드라이버'
고체 전해질 연구도 활발...2025년 이후 상용화 전망

[편집자주] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 최근 전기차 화재로 배터리의 안전성 문제가 불거지며 리튬이온 배터리에서 분리막과 함께 안전을 책임지는 '전해액'에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 오늘은 전해액에 대해 알아보겠습니다.

◆ 전해액은 무엇인가

우선 전기차에 사용되는 리튬이온 배터리의 원리와 구성 요소를 살펴볼 필요가 있습니다. 리튬이온 배터리는 양극재, 음극재, 분리막, 전해액으로 구성돼 있습니다.

배터리 내에서 양극(+)과 음극(-) 물질은 '산화환원 반응'을 통해 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 역할을 하고 전해액은 리튬이온이 양극과 음극을 오가면서 충방전을 가능하도록 합니다.

한마디로 전해액은 '리튬이온을 빠르고 안정적으로 이동시키는 매개체'로 양극과 음극 사이를 오가는 리튬이온을 위한 베스트 드라이버라고 생각하면 이해가 조금 더 쉽습니다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = [그림=삼성SDI] 2020.12.04 yunyun@newspim.com

이 전해액은 리튬염과 유기 용매, 첨가제로 구성돼 있습니다. 우리가 매일 아침 마시는 커피를 예로 들면, 리튬염은 커피 가루, 유기용매는 물, 첨가제는 시럽으로 이를 섞으면 커피, 즉 전해액이 됩니다.

이중 리튬염은 리튬이온이 이동할 수 있는 통로의 역할을 합니다. 때문에 용매에 쉽게 용해되거나 해리(화합물이 이온으로 분리되는 현상)가 잘 돼야 하며 이렇게 해리된 이온들이 잘 이동할 수 있어야 합니다. 보편적으로 적용되는 리튬염은 LiPF6(리튬·인산·불소로 구성)로 이온 이동도, 용해도, 화학적 안정성이 다른 염에 비해 우수하다고 평가됩니다.

염을 용해시키는 액체, 유기 용매(Organic Solvent) 는 리튬염을 잘 용해시켜 리튬이 원활하게 이동할 수 있도록 돕습니다. 유기 용매는 이온 화합물을 잘 분리시킬 수 있도록 리튬염에 대한 용해도가 커야 하며 리튬의 원활한 이동이 쉽도록 점도가 낮아야 합니다.

중요한 점은 리튬은 수분을 만나면 급격한 반응을 일으키기 때문에 전해액의 용매는 물과 반응하지 않는 소재를 사용합니다.

마지막으로 첨가제는 특정한 목적을 위해 소량으로 첨가되는 물질을 말합니다. 전해액에서 차지하는 절대적인 함량은 적지만 수명개선, 고온특성 개선, 저항 감소 등의 전해액 전체 시스템에서 핵심적인 역할을 수행합니다.

양극용과 음극용으로 나뉘는데 양극 보호 첨가제는 열화를 억제하면서 발열을 개선시키거나 과충전을 방지하고 음극용 첨가제는 수명을 향상시키고 배터리 용량을 유지하는 역할을 담당합니다.

◆ 고체 전해질도 있던데...

올해 초 삼성SDI가 전고체 배터리 관련 기술을 발표하며 전해'질'에 대한 관심도 높아졌습니다.

현재 전기차용으로 가장 많이 사용하는 리튬이온 배터리는 액체 상태의 전해액을 사용합니다. 하지만 전고체 배터리는 고체 상태의 전해질로 바꿉니다. 이 경우 고체 전해질이 분리막의 역할까지 대신해 분리막을 사용하지 않게 된다고 합니다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = [그림=삼성SDI] 2020.12.04 yunyun@newspim.com

전 세계가 가장 집중한 부분은 안전성이 크게 개선된다는 점입니다. 최근 전기차 화재 사건에서 얘기 됐듯이 액체 전해질은 온도 변화로 인한 배터리의 팽창, 외부 충격에 의한 누액 등 배터리 손상 시 화재 및 폭발 위험성 있습니다.

반면 전고체 배터리에서는 배터리 내에서 유일한 액체인 전해액을 고체로 바꾸면서 소재 모두 불연성 고체가 됩니다. 화재, 폭발 위험성이 크게 낮아질 것이란 기대가 나오는 이유죠.

◆ 전해액 시장, 2025년까지 연 평균 42% 성장

고체 전해질을 사용하는 전고체 배터리 기술 개발을 위해 전 세계 완성차와 배터리업계가 매진하고 있지만 상용화까지는 기다림이 필요합니다. 전문가들은 2025년 이후가 될 것이라고 전망합니다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = [표=SNE] 2020.12.04 yunyun@newspim.com

그 사이 전해액 시장은 세계 전기차 시장의 급성장과 발 맞춰 빠르게 커갈 것으로 기대됩니다. 에너지 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 2차전지 전해액의 시장 수요는 2025년까지 연평균 42% 성장해 지난해 13만5000톤에서 2025년 약 109만3000톤까지 늘어날 전망입니다.

스마트폰, 노트북 등에 사용되는 소형 전지와 전기차에 들어가는 중대형 전지용 전해액 비율을 나눠본다면 지난해 34대 66에서 2025년 6대 99 수준으로 바뀔 것으로 보입니다.

yunyun@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
얌체 체납차량 번호판 뗀다 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 서울시는 9일 25개 자치구, 경찰청, 한국도로공사와 함께 자동차세·과태료, 고속도로 통행료를 상습적으로 납부하지 않으면서 고속도로를 이용하는 비양심 체납 차량에 대해 대대적인 단속을 실시한다. 합동 단속은 서울 진입로 톨게이트 고정 단속과 서울시 전역에서 이동 단속을 병행하며, 관계기관의 체납정보와 행정력을 결집하고 총 180여 명 인력과 차량 40대를 동원해 동시에 진행된다. 톨게이트 합동단속 [사진=서울시] 서울시에서는 38세금징수과 조사관뿐만 아니라 주차계획과 단속원, 자치구 영치 담당자가 참여한다. 번호판 판독기 탑재 차량 38대, 경찰 순찰차 1대, 견인차 1대 등이 투입된다. 단속대상은 2회 이상 자동차세 체납 차량, 속도·신호위반 과태료 30만원 이상인 차량, 고속도로 통행료 20회 이상 미납 등 상습적 체납 차량 등이다. 서울시에 등록된 자동차는 2026년 4월 말 기준 약 316만 대며, 이중 자동차세를 체납한 차량은 16만 대(5.1%), 체납액은 391억 원으로 확인됐다. 버스전용차로 위반 과태료 체납 차량은 체납액 30만원 이상, 60일 초과 기준 약 4300여 대고, 체납액은 34억 원에 이른다. 과속·신호 위반 등으로 발생한 서울경찰청 교통과태료 누적 체납액은 1925억 원(2025년 12월말 기준)에 달하고, 최근 5년간 고속도로 통행료 미수납액은 291억 원에 이른다. 상습 체납 차량에 대해서는 10배의 부가 통행료를 징수하고 있다. 단속 현장에서 체납 차량이 적발될 경우 시민들의 준법의식을 높이고 자발적인 납부문화를 확산하기 위해 우선 납부를 독려하고, 납부가 이루어지지 않으면 즉시 번호판을 영치하거나 차량을 견인할 예정이다. 서울시는 고액·상습 체납차량에 대해서는 지방세징수법 제56조·제71조에 따라 강제 견인 후 공매처분한다.  이번 단속에 참여한 관계자들은 "교통 법규 위반으로 부과된 과태료와 고속도로 이용에 따른 통행료는 반드시 납부해야 하는 금액"이라며 "과태료와 통행료를 제때 납부하는 것이 도로의 안전과 질서를 지키는 기본이라는 인식이 시민들에게 널리 자리잡기를 바란다"고 밝혔다.  박경환 서울시 재무국장은 "납세는 대한민국 국민이라면 누구나 지켜야 할 의무이자 사회적 책임이다. 성실하게 세금납부를 하는 시민이 상대적 박탈감을 느끼지 않도록 적극적인 체납징수활동을 펼치겠다"고 전했다.  kh99@newspim.com 2026-06-09 06:00
사진
카카오 노조, 10일 부분 파업 예고 [서울=뉴스핌] 정승원 기자 = 정부가 카카오 노동조합의 파업 예고에 대한 대비에 나섰다. 카카오 노조의 파업으로 카카오톡과 카카오맵 등 카카오 서비스가 멈춰 불편을 주는 것을 방지하겠다는 것이다. 과학기술정보통신부는 지난 8일 오후 세종청사에서 카카오 노조의 파업 예고에 대비한 카카오 측과의 점검 회의를 개최해 서비스 연속성 및 안정성 확보 방안을 점검했다. 국화학섬유식품산업노동조합 카카오지회는 지난달 20일 판교역 광장에서 투쟁결의대회를 개최하고 성과급제 개선을 촉구했다. [사진= 정승원 기자] 앞서 전국화학섬유식품산업노동조합 카카오지회(카카오 노조)는 오는 10일 부분 파업과 함께 판교역 집회를 예고한 바 있다. 회의에는 최우혁 과기정통부 정보 보호 네트워크정책실장과 카카오 서영훈 부사장이 참석했으며 카카오톡, 카카오맵 등 국민 생활과 밀접한 주요 디지털 서비스의 안정적 운영을 위한 대응 방안과 비상 대응체계 등을 논의했다. 양측은 서비스의 운영 상황을 지속해서 점검(모니터링)하고 장애 발생 시 신속한 상황 공유와 대응이 이뤄질 수 있도록 협력체계를 유지하기로 했다. 최우혁 과기정통부 정보보호네트워크정책실장은 "국민 다수가 이용하는 디지털 이음터(플랫폼) 서비스의 안정성은 매우 중요한 사안"이라며 "국민 불편이 발생하지 않도록 서비스 연속성과 안정성 확보에 최선을 다해 줄 것을 당부했다"고 밝혔다. 과기정통부는 앞으로도 주요 디지털 서비스의 운영 상황을 면밀히 점검하고 국민 생활에 영향을 미칠 수 있는 서비스 장애 예방 및 대응에 만전을 기할 계획이다. origin@newspim.com 2026-06-09 08:31
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동