테슬라, 수년 내 파산할 수도 있다

고체 배터리(Solid State Battery)는 리튬이온(lithium ion) 배터리와 비교해서 3가지 부분에서 차별화됩니다.

1. Higher Density(더 높은 전력 집적도)

2년 전 진공청소기로 유명한 영국회사 다이슨(Dyson)은 뜬금없이 전기자동차를 생산하겠다는 발표를 했습니다. 다이슨은 고체 배터리 개발을 하는 Sakti3라는 회사 인수하며 이 발표를 했습니다.

이 Sakti3라는 회사는 미시간대 교수였던 Ann Marie Sastry가 2012년 고체 배터리를 연구·개발하겠다며 설립한 회사입니다. 아무런 실적도 없는 스타트업을 다이슨이 인수하며 지급한 금액은 무려 13억달러(한화 1조3800억원)였습니다.

다이슨의 제임스 다이슨 회장은 도대체 뭘 봤길래 이런 어마어마한 금액을 지급하며 Sakti3를 인수했을까요?

 

바로 리튬이온 배터리보다 더 높은 전력 집적도를 보여주는 고체 배터리 실체를 확인한 것입니다.

간단하게 얘기하자면 전기자동차에 기존 사용 중인 리튬이온 배터리와 똑같은 무게의 고체 배터리로 교체를 하면 한번 충전 시 주행거리가 최소 2배에서 5배 이상 늘어납니다.

고체 배터리(Solid State Battery)와 리튬이온(lithium ion) 배터리 차이

2. Faster Charging Time(더 빠른 충전속도)

전기자동차의 충전당 주행거리보다 더 큰 문제는 매우 긴 충전소요 시간입니다.

토요타자동차의 우치야마다 회장은 수년 내에 1~2분이면 충전이 완료되는 고체 배터리를 대량생산하고 10여 개종의 EV(순수 전기자동차) 모델을 출시하겠다고 최근 발표했습니다.

<요미우리> 보도에 따르면 현재 토요타가 개발 중인 고체 배터리의 가장 큰 문제는 충전횟수·배터리 수명이라고 합니다. 더 높은 전력 집적도와 더 빠른 충전속도 문제는 해결된 상태고, 배터리 수명·내구성 문제를 해결해야 하는 과제가 남아있다고 합니다.

토요타자동차의 고체 배터리

3. 높은 안전성과 배터리 수명

고체 배터리의 안전성과 수명에 관련해 가장 많은 연구진척을 보이는 스타트업으로 알려진 Solid Power는 2017년 12월 BMW와 파트너십 계약을 체결했다고 발표했습니다.

필자가 거주하고 있는 콜로라도주에 소재한 Solid Power가 개발 중인 고체 배터리는 전력 집적도는 기존 리튬이온 배터리보다 2배 정도 밖에 높지 않지만, 배터리의 긴 수명을 장점으로 내세우고 있습니다. 또 대량생산 시 배터리 제조가격을 낮출 수 있는 재료와 제조공법에 많은 연구를 하는 스타트업입니다.

마지막으로 말도 많고 탈도 많은 Fisker. 2017년 11월 고체 배터리 특허 신청을 했고 2023년에 고체 배터리를 사용하는 전기자동차를 출시하겠답니다. 그런데 Fisker는 신뢰도 제로라서, 일단 자동차가 나오기 전까지 지켜봐야 합니다.

아무튼 (2020~2023년) 수년안에 토요타가 되었건, BMW가 되었건, 심지어 현대자동차가 되었건, 고체배터리를 사용하는 전기자동차 출시는 확실합니다.

이렇게 되면 기존 리튬이온 배터리 기술에 목을 메고 있는 테슬라는 어떻게 되냐고요? 그냥 망합니다. 테슬라에 유일한 희망은 삼성에서 개발하고 있는 리튬이온+그래핀 형태의 배터리 정도인데, 이 기술에 삼성전자의 목숨이 걸려있다면 삼성 쪽에서 이 기술을 상용화하는데 전력을 다하겠지만, 삼성 입장에서는 배터리 성능 개선이 현재 그렇게 중요한 문제가 아닙니다.

모델3(출처 테슬라)

테슬라의 기존 리튬이온 배터리 기술개발을 담당하고 있는 파나소닉은 고체배터리 기술을 개발할 능력도, 관심도 없는 상태입니다.

“우린 고체 배터리에는 관심이 없고 기존 리튬이온 배터리를 더 향상시켜서 전력 집적도를 향후 20~30% 이상 높일 수 있을 거라 기대하고 있습니다.”
파나소닉

일론 머스크 테슬라 회장은?

테슬라보다 다른 더 흥미롭고 재미난 사업들이 많다며 손뗄 준비를 하는 듯합니다.

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그런데 원래 머스크 회장은 모델3 출시 후 테슬라 CEO직에서 내려오겠다고 말한 바 있습니다.