삼성전기 화재 위험없는 초소형 전고체 배터리 세계 최초 개발 성공

2024년 9월 삼성전기가 웨어러블 기기에 탑재하는 산화물계 초소형 전고체 배터리를 세계 최초로 개발했다. 전고체 배터리는 에너지 밀도가 높고 무엇보다 화재 위험성이 낮아서 꿈의 배터리다. 삼성전기는 이르면 2026년 상반기에 초소형 전고체 배터리 양산을 시작한다.

 

삼성전기 초소형 전고체 배터리 세계 최초 개발 성공

일본 일부 기업이 이전에 황화물 전고체 배터리를 산업용으로 개발해 내놓은 바 있으나 산화물계 소형 전고체 배터리는 2024년 삼성전기가 세계 최초다. 

 

https://www.joongang.co.kr/article/25279143

 

 2024년 9월 22일 삼성전기는 업계 최고 수준인 에너지 밀도 200Wh/L급의 산화물계 소형 전고체 배터리를 개발해 시제품을 평가 중이며 일부 고객사에 이미 샘플을 전달했다. 

 

 삼성전기는 산화물계 전고체 배터리 관련해서 다수의 특허를 확보해 사업화를 대비해 왔다. 최근 3년간 40여 건의 특허를 해외에서 출원한 바 있다. 

 

 삼성전기의 해당 제품 전고체 배터리는 리튬 이온 배터리보다 크기는 작으면서 같은 수준의 에너지 밀도를 구현한다. 삼성전기는 2024년 개발한 산화물계 전고체 배터리로 초소형화의 한계를 극복했다. 

 

 적층세라믹콘센서(MLCC) 공정과 유사하게 전극과 고체 전해질 재료를 얇게 인쇄해 번갈아 쌓아 올린 후 절단하기 때문에 제작과정에서 접지 않아 주름이 발생하지 않는다. 

 

 또한 충전 시 부피 변화도 작아 여유공간이 필요 없다. 전고체 배터리는 리튬이온 배터리와 달리 전지의 양극과 음극을 분리하는 분리막도 필요 없어서 초소형화에 유리하다. 

 

폭발 화재 위험 없고 에너지 밀도 높은 전고체 배터리

리튬 이온 배터리와는 달리 에너지 밀도는 높으면서 화재 위험이 없다. 전고체 배터리는 충방전에 필요한 전해질을 불연성 고체를 사용해서 외부 충격을 잘 견디기 때문이다. 전해질은 배터리의 양극과 음극 사이에 전극을 흐르게 하는 매개체로 액체가 있고 고체형태가 있다.

 

 전고체 배터리는 다양한 크기로 제작할 수 있는 장점이 있다. 특히 초소형 크기로 구현할 수 있는 것은 매우 장점이다. 웨어러블 기기에는 초소형 배터리가 유용하다. 

 

 리튬이온 배터리의 경우는 초소형화에 한계가 있다. 내부에 얇은 판을 말아서 배터리를 만들기 때문에 초소형화시키면 판이 접히는 부분에 주름이 발생하고 충전 시 내부 부피 팽창이 발생해 여분의 추가 공간이 필요하기 때문이다. 

 

웨어러블 기기에 유용한 초소형 전고체 배터리

IT 기술이 미세화되고 초소형화되는 추세다. 삼성전기는 2024년 개발한 산화물계 전고체 배터리로 초소형화의 한계를 극복했다. 리튬이온 배터리는 초소형화가 어렵다.

 

 전고체 배터리는 제품화하기 어려워 화려한 이론뿐이었는데 결국 기술이 이론을 실체화했다. 전고체 배터리는 형상자유도가 높아 곡면으로도 제작될 수 있다. 

 

삼성전기 장덕현 사장. 비지니스포스트

 

 삼성전기의 장덕현 사장은 전고체 배터리의 높은 안정성, 소형화와 형상자유도 특성을 활용해 웨어러블 기기용으로 우선 적용해 고객사와 테스트 중이라고 설명했다. 

 

 삼성전기가 개발한 업계 최고 수준인 에너지 밀도 200Wh/L급의 산화물계 소형 전고체 배터리는 시제품을 평가 중이다. 일부 고객사에는 이미 샘플을 전달했다.

 

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맺음말

2024년 9월 삼성전기가 웨어러블 기기에 탑재하는 산화물계 초소형 전고체 배터리를 세계 최초로 개발했다. 전고체 배터리는 에너지 밀도가 높고 무엇보다 화재 위험성이 낮아서 꿈의 배터리다. 삼성전기는 이르면 2026년 상반기에 초소형 전고체 배터리 양산을 시작한다.