6분 충전 198마일 주행…·배터리 족쇄 풀린 전기차

빅뱅 서막 오른 전기차 시장
도시바, 신소재로 시간 줄여
삼성·다임러 투자 스토어닷
'5분 충전 480㎞' 개발 추진

자동차 산업에서 배터리 기술 혁신이 벌어지고 있다. 한발 앞선 배터리 기술이 전기차 산업의 주도권을 쥘 수 있는 열쇠라는 판단에서다. 편의성을 높인 고성능·고효율 배터리가 속속 등장하고 있다.

도시바는 6분 만에 완전 충전이 가능한 전기차(EV)용 배터리를 개발했다고 지난주 밝혔다. 한 번 충전에 테슬라 모델3와 비슷한 320㎞(198마일)까지 주행할 수 있다. 고속 충전을 해도 한 시간 이상 걸리는 현재 출시된 전기차 배터리와 비교하면 획기적인 속도다. 현재 개발 중인 20~30분이 걸리는 초고속 충전 기술보다 60% 이상 충전 시간을 줄였다.

전기에 대한 저항이 거의 없는 니오븀 소재를 음극 재료에 섞어 충전 시간을 크게 단축하고 용량도 늘린 덕이다. 도시바는 이 제품의 주행거리를 400㎞(248마일)까지 늘려 2019년 상용화할 계획이다.

단 30초 만에 스마트폰을 완전 충전시켜 전 세계를 놀라게 한 이스라엘의 스토어닷도 초고속 충전이 가능한 EV용 배터리를 개발 중이다.

이 회사는 다임러와 삼성벤처스·노마인베스트먼트 등이 6000만 달러를 투자한 기업이기도 하다. 스토어닷은 자체 개발한 유기 나노 물질을 사용해 5분 충전에 480㎞(298마일)를 주행할 수 있는 배터리를 개발하고 있다.

혼다·닛산도 15분 충전으로 240㎞(149마일)를 주행할 수 있는 기술 개발에 나섰다. 초고속 충전기 개발로 충전시간을 단축하고 배터리 셀을 촘촘하게 박는 한편 모터의 출력을 높여 주행거리를 늘릴 계획이다. 상용화 목표 시점은 2022년이다.

청소기 회사인 다이슨과 시계 제조사인 스와치 등도 자체 기술을 이용해 전기차 시장에 뛰어든다. 다이슨은 리튬이온이 이동하는 전해질을 고체로 굳힌 고체 배터리를 내놓을 계획이다. 도요타와 포르셰 등도 이 분야를 연구 중인데, 종전 배터리보다 친환경적이고 효율성이 높다. 스와치는 테슬라가 사용하는 파나소닉 배터리 팩보다 충전시간이 절반, 무게는 3분의 1에 불과한 제품을 선보인다는 계획이다.

현재 전기차 보급의 가장 큰 문제는 배터리 성능과 긴 충전시간이었다. 휴대전화는 1990년대 말 리튬이온 배터리 기술 발전으로 전환기를 맞았다. 에너지 효율이 올라 크기는 손바닥만 해졌고, 30분에 불과하던 배터리 지속시간도 4~5시간으로 늘었다. 휴대성과 통화 품질이 개선돼 휴대전화 가입자 수는 폭발적으로 증가했다. 최근의 배터리 기술 발전이 이런 문제를 해결하면 휴대전화처럼 전기차 시장의 대전환이 시작될 가능성도 크다.

초고속 충전 기술과 더불어 회사나 가정의 플러그, 태양열전지, 유휴 전력 등을 이용한 완속 충전 기술도 발전하고 있다. 기존의 저속 충전기는 사라지고 차량을 단기간에 충전할 수 있는 설비와 자동차를 쓰지 않을 때 여유 있게 충전하는 방식이 공존할 전망이다.

실제 국제에너지기구(IEA)에 따르면 글로벌 저속 충전기 보급은 지난해 21만2394대로 증가세가 정체되는 사이 고속 충전기는 2016년 10만9871대로 2년 새 10배 이상 늘었다.


김유경 기자