최근 전기자동차 화재 사고가 빈발해 이에 따른 포비아(Phobia·공포증)이 커지고 있다. 국내 자동차 시장에서 전기차가 차지하는 비중이 점점 커지고 있는 가운데  화재 사고가 나 소비자 불안감이 커지고 있다. 정확한 화재사고 원인이 조사 중이지만 전기차 배터리에 따른 화재일 가능성이 커지고 있는 점도 전기차 배터리 업계에 큰 타격을 주고 있다. <뉴스투데이>는 전기차 화재를 둘러싼 전기차 배터리 현황과 문제점, 그리고 향후 개선 방안을 집중적으로 분석하는 기획 시리즈를 연재한다. [편집자주]

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[뉴스투데이=남지완 기자] 'BMS(배터리관리시스템)와 전고체 배터리 등 첨단기술력으로 전기자동차에 대한 소비자 신뢰를 되찾는다'

 

최근 인천 청라 아파트에서 벤츠 전기차 EQE 화재가 발생한 데 이어 경기도 용인에서 테슬라가 불이 나는 등 잇따른 전기차 화재로 전기차에 대한 공포심이 그 어느 때보다 커지는 모습이다. 

 

통계적으로 따져보면 전기차 화재 비율은 내연기관차 화재 비율 대비 높지 않다.

 

소방청 자료에 따르면 2023년 기준 전기차 화재는 72건이 발생했는데 이는 전기차 누적 등록대수 54만4000대와 비교하면 0.0132%에 불과하다.

 

이에 비해 같은 기간 내연기관차 화재는 3736건이며 누적 등록 대수 2518만9000대 가운데 0.0148%를 차지했다.

 

그러나 전기차에 대한 소비자 불안감이 일파만파로 켜지고 있는 게 현실이다. 이에 따라 정부는 전기차 배터리 정보 공개를 의무화 하는 등 소비자 보호에 발 벗고 나서고 있다. 

 

배터리 전문업체들도 해법 마련에 발 빠른 행보를 보이고 있다.  LG에너지솔루션과 삼성SDI 등 국내 주요 전기차배터리 업체들은 첨단 기능을 갖춘 배터리를 내놔 최근 봉착한 난관을 헤쳐 나가고 있기 때문이다.

 

27일 관련업계에 따르면 LG에너지솔루션은 BMS 기술력으로 전기차 화재 가능성 최소화에 주력하고 있다. 

 

BMS는 배터리 상태를 모니터링해 최적의 조건에서 배터리를 유지하고 사용할 수 있도록 제어하는 시스템이다.

 

이에 따라 BMS는 배터리 전류와 전압, 온도 등 다양한 데이터를 활용해 △충전 중 전압 하강 △비정상 퇴화 및 방전 △특정 셀 용량 편차 등을 파악하고 화재 가능성을 사전에 감지해 조치하는 기능을 갖췄다.

 

 

 

이에 질세라 삼성SDI는 독보적인 전고체 배터리 기술력으로 보다 안전한 전기차 배터리 시대를 이끌어 나갈 계획이다.

 

배터리 화재는 전기차 배터리 4대 소재 가운데 하나인 전해질에 불이 붙어 확산되는 게 보통이다.

 

전고체 배터리는 전해질 부문을 기존 액체에서 고체로 바꿔 제작한다. 이에 따라 배터리에 불이 날 위험을 최소화하고 에너지 밀도는 최대화할 수 있는 점이 특징이다.  이에 따라 배터리 업계에서는 이 제품은 '꿈의 배터리'라고 부른다. 

 

삼성SDI는 전고체 배터리 사업에 속도를 내 배터리의 안전성과 경제성을 모두 거머쥐겠다는 '큰 그림'을 그리고 있다. 

 

 

■ LG에너지솔루션 지난 5년간 축적된 기술력으로 BMS 기술 '넘버원'

 

특허정보조사 전문업체 WIPS에 따르면 LG에너지솔루션은 BMS 특허 수가 압도적인 1위를 차지하고 있다. 

 

LG에너지솔루션은 △2018년 497개 △2019년 540개 △2020년 775개 △2021년 850개 △2022년 763개의 BMS 특허를 등록했기 때문이다.

 

전세계 누계 BMS 특허 수는 2018년부터 2022년까지 1만3500개에 이른다. 이 가운데 한국 배터리 기업의 BMS 특허 수는 7400개로 약 50%를 차지한다.

 

업계 관계자는 <뉴스투데이>에 "2018∼2022년 LG에너지솔루션의 BMS 특허는 총 5475개로 전세계 BMS 특허 가운데 약 40%"라며 "국내 기업 특허 총계에서도 LG에너지솔루션이 약 73%를 거머쥐었다"고 설명했다.

 

이와 함께 전기차 시대가 본격화하기 이전부터 LG에너지솔루션이 전기차 배터리의 대표격인 리튬배터리에서 안전 기술력을 축적해왔다는 점도 두드러진 대목이다.

 

LG에너지솔루션 관계자는 <뉴스투데이>에 “20년 이상 축적한 BMS 설계 역량과 실증 데이터를 활용해 LG에너지솔루션은 '배터리 안전진단 소프트웨어’의 첨단 기술력을 확보했다”며 "이를 보여주듯 글로벌 완성차 9개 브랜드에 LG기술력이 심어졌다”고 강조했다.

 

그는 또 "최근 완성차 업체들이 배터리 안전 기술에 많은 관심을 나타내고 있지만 안전 기술이 하루아침에 이뤄지는 것은 아니다”며 “BMS 첨단 기술력을 보유한 LG에너지솔루션은 국내외 고객사와 협력노선을 넓히고 있다”고 설명했다.

 

글로벌 시장 분석업체 모도인텔리던스(Modor intelligence)에 따르면 글로벌 BMS 시장 규모는 2024년 93억달러(약 12조3200억원)에서 해마다 4.85% 성장해 2029년 110억9000만달러(약 14조7000억원)에 이를 것으로 전망된다.

 

 

 

■ 삼성SDI, 이르면 2027년 전고체 배터리 내놓는다

 

삼성SDI는 국내 배터리 업체 가운데 전고체 배터리 연구개발(R&D)에 과감한 투자를 하는 등 첨단 기술력 확보에 광폭행보를 보이고 있다.

 

전자공시시스템(다트)에 따르면 LG에너지솔루션은 R&D 투입비용이 △2022년 8760억원 △2023년 1조374억원이고 SK온은 △2022년 2346억원 △2023년 3007억원이다.

 

이에 비해 삼성SDI의 지난해 R&D 비용은 1조1364억원이 넘는다. 지난 2022년 무려 1조763억원의 R&D 비용을 지출해 배터리 업계 최초로 1조원 대 R&D 투자 시대를 연 삼성SDI는 지난해에도 R&D를 통한 초격차 기술력을 갖추기 위해 지갑을 활짝 열었다. 

 

업계 관계자는 "배터리 3사의 R&D 비용이 모두 전고체 배터리 기술력 확보에 투입되는 것은 아니지만 삼성SDI는 배터리 양산 규모 확대보다 R&D 비용을 늘리고 있어 주목된다"며 "삼성SDI는 배터리 안전성에 중점을 둬 기술력과 경제성을 모두 사로잡기 위한 행보를 보이고 있다"고 풀이했다.

 

그는 또 "전고체 배터리가 차세대 배터리로 주목 받는 이유는 배터리 기술 발전의 주요 트렌드인 안정성, 에너지밀도, 충전 성능을 모두 갖췄기 때문"이라고 덧붙였다.

 

아직까지 규격화된 전고체 배터리가 출시되지 않았다. 그러나 전고체 배터리는 리튬배터리에 비해 에너지 밀도가 최소 50% 이상 높을 것이라는 게 업계의 분석이다.

 

이에 따라 삼성SDI는 2027년 전고체 양산을 목표로 관련 프로젝트를 추진 중이다. 이를 위해 회사는 지난해 말 전고체 배터리(ASB) 사업화 추진팀을 신설했다.

 

특히 고주영 삼성SDI 부사장이 ASB 팀장 및 각종 실무를 총괄한다는 소식이 전해지면서 삼성SDI가 다른 업체에 비해 전고체 배터리 양산에 주력하고 있음을 보여준다.

 

이를 위해 삼성SDI는 지난 3월 국내 배터리 업계 최초로 수원에 있는 연구소 내에 약 6500㎡(약 2000평) 규모 전고체 배터리 파일럿(시범생산) 라인 ‘S라인’을 구축했다.

 

또한 고주영 부사장은 같은달 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 '넥스트 제너레이션 배터리 세미나 2024'에서 “2027년 전고체 배터리 양산에 대해 한 번도 의심한 적이 없다”고 강조해 전고체 배터리 양산의 의지를 내비쳤다.

 

업계 관계자는 "아직까지 전세계 어느 기업도 전고체 배터리 양산을 성공한 사례가 없다"며 "이런 가운데 삼성SDI가 전고체 배터리 양산에 성공하면 글로벌 배터리 업계에서 게임체인저로 자리매김하고 더욱 안전한 전기차 배터리 시대를 활짝 열 수 있다"고 평가했다.