[M투데이 이상원기자] 전기차 경쟁에서 크게 뒤쳐진 일본 토요타자동차가 고민 끝에 전기차를 판세를 좌우할 배터리 전략을 내놨다.

토요타는 지난 해 하반기 그룹내에 전동화 전담팀을 신설, 본격적인 전기차로의 전환을 시도하고 있다.

전기차시장 판세를 한 방에 뒤집을 묘수로 토요타가 내놓은 전략은 전고체 배터리 선점이다.

전고체배터리는 주행거리가 3원계 배터리나 LFP 배터리보다 2배 이상 길고 안전하며 충전속도도 10분 이내로 당길 수 있어 자동차업체와 배터리기업들이 상활을 걸고 개발 경쟁을 벌이고 있다.

하지만 높은 생산비용과 짧은 수명 등 단점을 극복하기가 쉽지 않아 양산 전 단계인 프로토타입 조차 나오지 않고 있다.

전고체 배터리의 기술이나 특허부문에서 가장 앞서 있는 업체는 토요타와 삼성, 미국 스토어닷 등으로 삼성 SDI는 이달 중 전고체 배터리 파일럿 생산을 시작,그 결과에 관심이 쏠리고 있다.

토요타자동차가 이번에 밝힌 배터리 계획은 전고체배터리로 불리는 차세대형 배터리를 2027- 2028년 실용화가 긍극적 목표다.

토요타는 개발 중인 전고체배터리가 10분 이내에 풀 충전이 가능하며, 항속거리도 현재의 리튬이온배터리보다 약 3배가 긴 1,200km 주행을 목표로 하고 있다.

하지만 당장 전고체 배터리로 나아가는 게 아니라 기존 바이폴라 배터를 등을 활용 점차 주행거리를 늘려나가는 방안이다.

우선 토요타는 2026년에 차세대 전기차 출시를 목표로 여기에는 탑재하는 배터리를 개발한다.

토요타가 현재 보유하고 있는 기술력으로 각형 배터리의 에너지밀도를 높이고 현재 일반적으로 사용되는 액체 리튬이온배터리의 에너지 파워를 높인다는 것이다.

또 크라운 등 하이브리드 차량에 장착되고 있는 바이폴라 배터리를 전기차용으로도 개발한다.

이를 통해 보급형 배터리부터 고성능 배터리까지 고객에게 다양한 선택지를 제공한다는 것이다.

이들 배터리를 먼저 공급한 뒤 차세대 배터리인 전고체 배터리를 전기차에 탑재하는 것을 목표로 실용화 단계에 들어간다는 계획이다.

차세대 배터리의 퍼포먼스 버전(고성능)은 프라임 플래닛에너지&솔루션즈(주)가 개발 및 생산을 담당하며, 보급형 차세대배터리와 하이퍼포먼스 버전, 그리고 전기차용 전고체배터리는 토요타자동직기와 토요타 그룹내 배터리 부문이 협력해 개발을 진행한다.

먼저 생산되는 차세대 배터리 퍼포먼스 버전은 각형 배터리로, 2026년 출시될 차세대 전기차에 장착되며 주행거리 1,000km 실현이 목표다.

이는 기존 배터리의 에너지 밀도를 높이고 공력향상과 차체 경량화 등 차량의 효율성 향상으로 주행거리를 늘림과 동시에 생산비용은 토요타 전기차 bZ4X 대비 20% 가량 낮추고 급속 충전시간을 20분 이하(SOC=10-80%)로 단축하는 것을 목표로 하고 있다.

보급형 차세대 배터리는 고객에게 다양한 옵션을 제공, 전기차 보급 확대하기 위한 것으로, 낮은 가격대의 대중적인 배터리를 개발한다는 것이다.

또, 아쿠아, 크라운 하이브리드 등에 탑재하고 있는 바이폴라 배터리를 전기차에도 확대 적용한다. 이는 재료를 저렴한 리튬인산철(LFP)을 사용하며, 2026-2027년 사이 실용화한다는 계획이다.

바이폴라배터리는 토요타 bZ4X 대비 주행거리는 20% 가량 길고 생산비용은 40%가 낮으며, 급속 충전 30분 이하(SOC=10-80%)를 목표로 하고 있다. 바이폴라 배터리 장착 전기차는 합리적인 가격대 대중형 전기차로 개발된다.

하이 퍼포먼스 버전 배터리리는 바이폴라 구조에 하이 니켈 양극을 조합, 더욱 진화한 배터리로 2027-2028년d[ 실용화를 목표로 하고 있다.

이는 차세대 퍼포먼스 버전 배터리에 비해 주행거리 10% 향상, 생산비용 10% 감소, 급속충전 20분 이하(SOC=10-80%) 달성이 목표다,

전기차용 전고체배터리는 현재 양산용 공법을 개발 중이며, 2027-2028년에 실용화한다는 목표다.

이는 퍼포먼스 버전의 차세대 각형 배터리에 비해 주행거리 20% 향상, 급속충전 10분 이하(SOC=10-80%)를 목표로 하고 있다.

좀 더 높은 수준의 전고체배터리도 동시에 개발 중인데, 이는 퍼포먼스 버전의 차세대 배터리에 비해 주행거리 50% 향상을 목표로 하고 있다.

이 외에 로켓에 사용되고 있는 극초음속 공력 기술을 전기차에도 적용, 어떠한 형상에서도 공기저항을 저감시키는 신기술을 미쓰비시중공업과 공동으로 개발 중에 있다.

또, 전기차 부문에서의 수익성 확보를 위해 차체를 심플. 슬림 구조로 만들고 기가캐스트로 성형하며, 대폭적인 부품 통합을 통해 수익을 창출한다는 계획이다.

이와 함께 자동조립 라인을 컨베이어 없는 매우 유연한 생산 공장을 만들어 생산비용을 기존대비 절반 가량으로 줄인다는 계획이다.