전기차를 구매할 때 소비자는 무엇을 가장 고민할까요? 대부분 주행거리, 안전성 등 배터리 성능 관련한 부분을 고민할 것입니다. 화재를 예방하고, 에너지 밀도를 높여 주행거리를 늘릴 수 있는 반고체 배터리가 관심을 받게 된 이유죠. 액체 전해질과 고체 전해질의 중간인, 젤 형태의 전해질을 사용하는 반고체 전지는 어떤 특징을 가지고 있을까요? 그리고 반고체 전지의 전망은 어떨까요? 반고체전지팀을 맡고 있는 김동규 님을 만나봤습니다.
Q. 간단하게 자기소개 부탁드려요.
안녕하세요. LG에너지솔루션 CTO 조직에서 반고체전지팀을 맡고 있는 김동규입니다. 현재 CTO 조직의 차세대 전지 개발센터에서 더 안전하면서도 제품 경쟁력을 갖춘 차세대 전지를 연구하고 있습니다.
Q. 반고체 전지가 주목받고 있습니다. 이유가 무엇인가요?
전기차를 포함한 다양한 배터리 애플리케이션이 상용화되면서 배터리에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 배터리는 에너지를 모아 놓은 집약체라서 다양한 사용자 환경에서 안전성을 높일 필요가 있는데요, 이런 고객 니즈를 시장에서 반영하기 위해 반고체 전지를 개발하고 있습니다. 반고체 전지는 액체 전해질과 고체 전해질의 단점을 보완하고, 강점을 강화할 수 있는 차세대 배터리로써, 현재 리튬이온전지 대비 안전성과 성능 향상을 기대할 수 있어서 시장의 주목을 받고 있습니다.
Q. 반고체 전지 개발은 어떤 의미가 있을까요?
반고체 전지는 단일 기술이 갖는 한계를 극복하기 위한 혼합 기술 또는, 하이브리드 기술로 이해할 수 있어요. 전지 분야는 물론 많은 기술 영역에서 한 단계 더 나아가기 위해 두 가지 이상 소재를 혼합하는 형태의 하이브리드 기술을 계속해서 연구하고 있습니다. 이러한 관점에서 반고체 전지는 각 소재가 갖는 단점을 보완하고, 장점을 극대화하기 위해 고분자/산화물/액체 전해질 소재를 함께 사용하는 형태로 개발하고 있습니다.
Q. 반고체 전지 개발의 핵심은 무엇인가요?
반고체 전지는 액체와 고체가 갖는 장점을 유지하면서 기존의 공정을 크게 바꾸지 않기 때문에 기존 리튬이온 배터리 대비 안전성이 높아지면서도 전고체 전지 대비 더 빠른 상용화를 기대할 수 있습니다.
Q. 반고체 전지의 전망이 궁금합니다.
반고체 전지나 전고체 전지가 추구하는 가장 큰 가치는 어떤 가혹한 환경에서도 ‘안전’을 지키는 것입니다. 점점 더 많은 애플리케이션에 배터리를 사용하면서 배터리 용량은 증가하고, 디자인 또한 다양해지고 있기 때문에, 배터리 안전성은 더 중요해지고 있어요. 이런 배경에서 향상된 안전성을 제공할 수 있는 반고체/전고체 기술이 더 관심을 받고 있어 전 세계 배터리 기업에서 반고체 전지 개발에 힘쓰고 있고, 조기 상용화를 기대하고 있습니다.
Q. LG에너지솔루션이 추구하는 반고체 전지는 어떤 모습인가요?
반고체 전지는 다른 차세대 전지들에 비해 비교적 빠른 시점에 상용화할 수 있고, 기존 리튬이온 배터리보다 안전합니다. 또한, 소량의 액체나 겔 형태의 전해질을 사용해 누액이 없어 배터리 디자인 측면에서도 자유로워요. 전기차 외에도 웨어러블 디바이스 같이 수준 높은 안전성이 요구되는 애플리케이션에도 적용할 수 있습니다.
Q. 반고체 전지 개발을 완료하면 우리 일상생활에 어떤 변화가 일어날까요?
앞서 설명했듯 반고체 전지는 디자인 측면에서 자유도가 높아 다양한 형태의 애플리케이션에 적용할 수 있습니다. 지금은 기업이 제품의 활용을 주도하는 Product driven 형태로 소비와 사용 환경이 조성되고 있지만, 소비자가 필요한 어느 애플리케이션에도 배터리를 적용 가능한 Customer driven 환경이 조성될 수 있습니다. 향상된 안전성과 누액이 없는 배터리를 통해 새로운 용도로의 활용 측면에서 소비자의 니즈 또한 중요해질 수 있을 거라 생각합니다.
Q. 현재 기술 개발은 어느 정도로 이뤄지고 있나요?
LG에너지솔루션은 배터리 기술을 선도하는 글로벌 기업인 만큼 다양한 기술 포트폴리오를 구성해 반고체/전고체 전지 연구를 수행하고 있습니다. 반고체 전지 기반으로는 2026~2027년 상업화를 계획하고 있고, 황화물계 전고체 전지는 2030년 상업화를 계획하고 있습니다. 현재 반고체 전지는 사업적 성과가 크고, 승객의 안전성이 무엇보다 중요한 전기 자동차용으로 기술을 검토하고 있지만 웨어러블 디바이스와 같은 어플리케이션에도 적용하는 것을 함께 고려하고 있습니다.
Q. 인터뷰를 통해 엿본 반고체 전지의 높은 활용도와 안전성이 놀라울 따름입니다. 가까운 미래에 만날 반고체 전지에 대한 기대만큼이나, 동규 님의 직무와, 평소 업무를 대하는 태도에 대해서도 궁금해집니다.
‘나만의 전문성’을 가지기 위해 노력하는 활동이 있나요?
이차전지는 1990년대부터 상용화를 시작해 성숙도가 높은 기술 분야 중 하나입니다. 이 분야 전문성을 키우는 것은 연구원으로써 당연한 일이죠. 특히 차세대 전지를 연구한다면 기술 완성도를 높이는 건 물론 전 세계 다른 회사와 연구 기관에서 무엇을 연구하고 있는지도 파악하고 있어야 해요. 연구 트렌드를 파악할 수 있는 논문을 활용하거나, 국내외 다양한 연구 기관과 활발히 교류하면서 전문성을 높이고 있습니다.
Q. 배터리 개발자로서 업무를 수행하는 데 필요한 능력은 무엇인가요?
성실함을 바탕으로 한 호기심이요. 다른 전문 분야처럼 꾸준히 연구하고 공부해야 최신 기술을 이해할 수 있고, 내가 하는 연구에 접목할 수 있어요. 실제로 배터리 연구는 내가 하는 일을 잘하는 것도 중요하지만, 다른 곳에서 어떤 연구를 하는지 파악하고, 내 연구 분야에 접목해서 시너지를 고민하는 것 또한 의미가 있습니다. 더불어 더 깊이 있는 연구를 위해서는 한 분야에 대한 집중도 중요하지만, 다양한 분야에 대한 호기심 또한 꼭 필요한 능력이라고 생각합니다.
Q. 어떤 마음가짐으로 업무에 임하시나요?
저는 무엇보다 일을 통한 성장이 중요하다고 생각해요. 직무를 선택할 때 보상과 환경도 고려해야 하지만, 일을 통해 성장할 수 있는지를 우선순위에 둡니다.
연구도 마라톤과 같아서 긴 호흡으로 임해야 지치지 않고 나아갈 수 있다고 믿고, 그러기 위해서는 여정 중에 일을 통한 성장이 수반되어야 한다고 생각해요. 이 부분은 저는 물론 저와 함께 일하는 구성원들에게도 마찬가지여서 일의 성과도 물론 중요하지만, 되도록 일을 해결하는 과정을 통해 성장 체험을 할 수 있는 방향으로 업무에 임하고 있습니다.
Q. 자신의 업무를 통해 LG에너지솔루션에서 어떻게 사회에 기여할 수 있다고 생각하나요?
연구자로써 내가 하는 일이 사익과 더불어 공공의 이익에도 기여할 수 있다면, 더할 나위 없는 기쁨이 아닐까 싶은데요. 제가 연구하는 분야는 그린 에너지 분야로써 더 나은 환경을 위한 가치를 제공하는 일을 하고 있다고 믿고, 그런 의미에서 LG에너지솔루션에서 일하고 있는 저와 동료들은 행복하다고 볼 수 있죠.
더욱이 배터리를 이용한 더 효율적인 에너지 제공과 함께 반고체/전고체 전지 연구를 통한 “더 안전한” 배터리 사용환경을 적기에 고객에게 제공할 수 있도록 노력할 생각입니다.