리튬 메탈 배터리: 차세대 에너지 저장 기술의 핵심

도심항공교통(UAM)은 차세대 이동 수단으로 주목받고 있으며, 이에 따라 UAM용 차세대 배터리 개발 경쟁이 치열해지고 있습니다. 특히, 리튬 메탈 배터리는 높은 에너지 밀도와 가벼운 무게로 UAM용 배터리로 가장 적합한 후보로 꼽힙니다.

 

리튬 메탈 배터리

리튬 메탈 배터리는 리튬 금속을 음극 재료로 사용하는 차세대 배터리입니다. 기존 리튬 이온 배터리에서 사용되는 흑연 음극 재료 대신 리튬 금속을 사용하여 높은 에너지 밀도, 가벼운 무게, 빠른 충전 속도 등의 장점을 제공합니다.

리튬 메탈 배터리의 특징

• 높은 에너지 밀도: 리튬 이온 배터리 대비 40% 이상 높은 에너지 밀도를 제공하여 전기 자동차의 주행 거리 연장, 휴대용 전자 기기의 사용 시간 증대 등에 기여합니다. (Wh/kg당 1000Wh 이상)
• 가벼운 무게: 리튬 금속은 흑연 대비 훨씬 가벼워 전기 자동차의 무게 감소를 통한 연료 효율 개선 및 항공 우주 분야에서의 활용 가능성을 높입니다.
• 빠른 충전 속도: 리튬 이온 배터리 대비 빠른 충전 속도를 제공하여 사용자 편의성을 높입니다.
• 낮은 제조 비용: 리튬 메탈은 흑연 대비 풍부한 자원으로 제조 비용 절감이 가능합니다.

리튬 메탈 배터리의 개발 현황

• 주요 기업 및 연구기관의 활발한 투자: SES AI, LG에너지솔루션, 포스코 등 다양한 기업과 연구기관들이 리튬 메탈 배터리 개발에 적극적으로 투자하고 있습니다.
• SES AI: 2025년 상용화 목표로 리튬 메탈 배터리 개발 진행 중이며, 완성차 업체 2곳과 전기차용 리튬 메탈 배터리 B샘플 공동 개발 협약을 체결했습니다. L당 1000Wh의 높은 에너지 밀도를 달성했습니다.
• LG에너지솔루션: 2027년 양산 목표로 고고도 무인기 및 UAM용 리튬 황 배터리 개발 진행 중이며, 리튬 이온 배터리 대비 2배 높은 Wh/kg당 에너지 밀도를 확보했습니다.
• 기술적 과제 해결 노력: 리튬 금속의 불안정성, 부산물 발생 문제 등 기술적 과제 해결을 위한 연구개발 활발히 진행 중입니다.

리튬 메탈 배터리의 미래 전망

• 향후 5년 안에 상용화 예상: 리튬 메탈 배터리는 2025년부터 UAM, 전기 항공기, 고성능 전기 자동차 등 일부 분야에 우선적으로 상용화될 것으로 예상됩니다.
• 2030년 이후 시장 확대 전망: 기술적 과제 해결 및 안전성 향상에 따른 2030년 이후 본격적인 시장 확대를 기대할 수 있습니다.
• 다양한 분야에서의 활용: 전기 자동차, 항공 우주 산업, 휴대용 전자 기기, 에너지 저장 시스템 등 다양한 분야에서 리튬 메탈 배터리의 활용이 확대될 것으로 전망됩니다.
• 에너지 산업 패러다임 전환 가능성: 리튬 메탈 배터리가 상용화된다면 에너지 저장 방식의 혁신을 가져올 수 있으며, 지속 가능한 에너지 사회 구축에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

 

리튬 메탈 배터리는 아직 상용화 초기 단계이지만, 차세대 에너지 저장 기술의 핵심 기술로서 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 높은 에너지 밀도, 가벼운 무게, 빠른 충전 속도 등 리튬 이온 배터리 대비 뛰어난 장점을 가진 리튬 메탈 배터리는 전기 자동차, 항공 우주 산업, 휴대용 전자 기기 등 다양한 분야에서 혁신을 가져올 것으로 기대됩니다. 지속적인 연구개발과 투자를 통해 리튬 메탈 배터리의 기술적인 문제점이 해결된다면, 우리 삶은 더욱 편리하고 지속 가능한 방향으로 나아갈 수 있을 것입니다.