삼성·현대차, 배터리 공급 넘어 설계까지 맞손…전고체 개발도

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전기차 배터리팩 공동출원…충격보호·가스배출 공간 합쳐 효율↑

'꿈의 배터리' 전고체 연구개발도 고도화…아틀라스 탑재될까

(서울=연합뉴스) 홍규빈 기자 = 최근 대규모 교류 행사로 결속을 다진 삼성과 현대차그룹이 배터리 파트너십을 단순 납품에서 공동 설계로 끌어올린 것으로 나타났다.

'꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 분야에서는 개발 협력 범위를 소재에서 양산 기술로 넓히며 상용화 기반을 다지고 있다.

11일 특허정보 검색서비스 키프리스(KIPRIS)에 따르면 현대차·기아와 삼성SDI가 공동 출원한 '배터리 팩 및 그 배터리 팩을 포함하는 차량' 특허가 지난달 22일 일반에 공개됐다.

이 특허는 배터리셀 바닥 면에 가스 배출구(벤트홀)를 두고 배터리팩 하부 커버 쪽에 가스 통로를 만듦으로써 열폭주 때 발생하는 고온의 가스가 해당 통로를 통해 외부에 배출되도록 했다.

기존에는 배터리팩 상·하부에 각각 가스 배출을 위한 공간과 외부 충격을 막기 위한 공간이 필요했는데, 두 공간을 하나로 합쳐 배터리팩의 에너지 밀도를 높이도록 한 것이다.

이 특허는 삼성SDI의 주력 제품인 각형 배터리를 중심으로 설계됐고 현대차·기아 연구원 5명과 삼성SDI 연구원 2명이 발명자로 이름을 올렸다.

이를 두고 현대차·기아와 삼성SDI의 협력관계가 전기차 배터리 납품을 넘어 배터리팩 공동 설계로 한층 확장된 것이라는 평가가 나온다.

삼성SDI는 2023년 10월 현대차와 첫 전기차 배터리 공급 계약을 맺고 올해부터 2032년까지 7년간 현대차·기아의 유럽 판매용 전기차에 헝가리 공장에서 생산한 각형 배터리를 공급한다.

장재훈 현대차그룹 부회장은 지난 9일 삼성이 개최한 'HMG(현대차그룹) 감사 데이'에서 "삼성과 현대차그룹은 전장(차량용 전자·전기장비), 오디오, 배터리 등 차량 부품 분야의 협력을 넘어 로봇과 에너지 등 미래 산업에서도 협력의 가능성을 넓혀가고 있다"며 "서로의 강점을 존중하고 힘을 모아 앞으로의 도전을 함께해 나가길 기대한다"고 말했다.

현대차·기아와 삼성SDI는 전동화 시대 '게임체인저'로 불리는 전고체 배터리 상용화에도 박차를 가하고 있다.

전고체 배터리는 한 번 충전으로 더 오래 사용할 수 있고 화재 위험도 낮출 수 있어 전기차와 휴머노이드 로봇 등 미래 산업 분야의 핵심 기술로 꼽힌다. 향후 현대차그룹 아틀라스에 탑재될 경우 산업 현장 투입에 속도가 붙을 것으로 기대된다.

현대차·기아와 삼성SDI가 2022년부터 지난해까지 공동 출원한 전고체 배터리 관련 특허는 분할출원을 포함해 9건이다.

연도별로는 2022년 4건, 2023년 3건, 2024년 1건, 2025년 1건이다. 대표 출원인 기준으로는 삼성SDI 7건, 현대차 2건이었다. 이 중 2건이 심사를 거쳐 지난해 특허로 등록됐다.

협력 초기에는 고체 전해질 소재의 약점을 보완하는 데 초점이 맞춰졌다.

황화물계 고체 전해질은 공기 중 수분과 만나면 성능이 떨어지고 유독가스가 생기는 단점이 있는데, 양측은 이를 막기 위해 산화물이나 인산화물, 알콕사이드 등으로 코팅하는 기술을 제시했다.

2023년부터는 전지 수명 개선과 생산 공정으로 연구 범위가 넓어졌다.

전고체 배터리를 제조하려면 배터리셀을 고온에서 똑같은 압력으로 누르는 '고온 등방 가압'(WIP) 공정을 거쳐야 하는데, 양측은 장비 내부 온도를 정확히 측정하는 기술과 셀을 예열해 옮기는 장치를 출원했다.

정의선 현대차그룹 회장은 지난 8월 그룹의 전동화 전략에 대해 "전기차(EV)는 EV대로 가고 하지만 배터리도 전고체를 연구하고 있기 때문에 그 부분이 나와야 더 효율적인 부분으로 갈 수 있겠다"고 언급한 바 있다.

bingo@yna.co.kr

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