현대자동차, SK, LG 등 국내 대기업으로부터 투자를 받은 미국 배터리 개발업체 솔리드에너지시스템(SES)이 2025년 상용화를 목표로 하는 차세대 리튬메탈 배터리를 처음으로 공개했다.

SES는 2012년 매사추세츠 공과대학교(MIT)에서 시작한 미국 스타트업으로 현재 싱가포르에 본사, 미국 보스턴과 중국 상해에 시험 생산 시설과 연구소를 두고 있다. 한국에는 현대자동차와의 리튬메탈 배터리 'A샘플' 공동 개발 제휴를 중심으로 진출했다.

4일 SES는 언론과 투자자를 대상으로 한 온라인 행사 '제1회 SES 배터리 월드'를 열고 리튬메탈 배터리 107Ah(암페어아워)용 '아폴로'(Apollo)를 선보였다.

Ah는 전류(A)에 시간(h)을 곱한 값의 단위로, 배터리에서 시간당 흘려보낸 전류량을 뜻한다. 100Ah 이상의 리튬메탈 배터리가 세계에 공개된 것은 이번이 처음이라고 SES는 설명했다.

SES가 공개한 아폴로 배터리는 107Ah 용량에 무게는 0.982㎏에 불과하고, 얇고 긴 네모 모양을 띠고 있다.

에너지 밀도는 ㎏당 417와트시(Wh)로 현재 전기차에 통상적으로 사용되고 있는 리튬이온 배터리의 최대 3배 수준이며 충전 시간은 12분 만에 10%에서 90%까지 충전하는 초고속 사양으로 소개됐다.

SES 창업자이자 최고경영자(CEO) 치차오 후 박사는 "기존 리튬이온 배터리, 차세대 배터리로 꼽히는 전고체 배터리 모두와 비교해서 우리 회사의 리튬메탈 배터리가 완성차 업체들이 요구하는 안전성, 주행거리, 비용 절감, 성능 등에 더욱 부합한다"며 "에너지 용량은 크고 부피는 작아 전기차 주행 거리를 크게 늘릴 수 있다"고 강조했다.

액체 전해질을 적용하는 배터리는 리튬메탈 배터리에 비해 에너지 밀도가 덜하고, 전고체 배터리는 에너지 밀도는 높지만 개발이 아직 더딘데 액체와 고체를 섞은 자사의 '하이브리드' 배터리가 두 배터리의 장점을 결합했다는 게 회사 측의 설명이다.

대형 트럭이나 스포츠유틸리티차량(SUV)에는 아폴로 배터리가 300여개, 세단 차량에는 100∼150개가 들어간다고 후 박사는 밝혔다.

SES는 2023년까지 중국 상하이에 리튬메탈 배터리 시범 제조 시설인 '상하이 기가'(Shanghai Giga)를 연간 생산 1GWh 규모로 설립하고, 2025년에 아폴로 배터리를 상용화한다는 목표를 세우고 있다고 전했다.

SES는 현대차와 미국 제네럴모터스(GM) 전기차에 탑재할 리튬메탈 배터리의 A샘플 공동개발협약(JDA)을 맺고 테스트를 진행 중이다. 공동 개발한 A샘플은 내년 중 공개될 예정이다.

이후 단계인 B샘플은 2023년, C샘플은 2024년까지 테스트를 마치고 2025년 D단계인 본격 양산에 돌입한다는 계획이다.

SES는 한국과 중국 배터리 업체들이 전 세계 시장을 선도하고 있다면서 공급망과 제조 사업은 한국과 중국을 중심으로 전개한다고 밝혔다.

후 박사는 "상하이에 짓는 시설은 시범(파일럿) 시설이고 한국에도 파일럿 라인을 만들 것"이라며 "최종 제조 양산 공장은 납품하는 완성차 업체의 근처에 구축할 것"이라고 말했다.

SES는 또한 신소재 개발 플랫폼인 '헤르메스'(Hermes), 배터리 안전 상태를 모니터링하는 인공지능(AI) 기반의 소프트웨어 '아바타'(Avatar)도 소개했다.

현대차·기아는 지난 5월 전기차용 'A샘플' 리튬메탈 배터리 개발을 위한 협약(JDA)을 SES와 체결했다. 현대차는 또한 SES에 1억달러(약 1천130억원)를 투자했다.

SK도 2018년부터 SES에 투자한 주요 주주사 중 하나다. SES는 이러한 투자를 기반으로 뉴욕증권거래소에 연내 상장을 추진 중이다.

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