전고체 배터리 경쟁 뛰어든 BMW, 독일 정부 지원받아 2030년께 양산화 목표
전고체 배터리 경쟁 뛰어든 BMW, 독일 정부 지원받아 2030년께 양산화 목표
  • 박상우 기자
  • 승인 2021.04.20 15:01
  • 댓글 0
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BMW.

[M오토데일리 박상우 기자] BMW그룹이 오는 2030년에 자체 개발한 전고체 배터리 양산 모델을 선보인다.

19일(현지시각) BMW그룹은 보도자료를 내고 “독일 연방정부와 바이에른주 정부로부터 배터리 개발 자금을 지원받아 전고체 배터리 개발에 박차를 가한다”며 “오는 2025년에 이 배터리가 처음 적용된 전기차를 선보이고 2030년 이 배터리의 양산 모델을 출시할 계획”이라고 밝혔다.

전고체 배터리는 양극과 음극, 전해질이 모두 고체이기 때문에 화재 위험성이 낮은데다 에너지 밀도를 증가시켜 배터리가 무게에 비해 전달할 수 있는 에너지를 늘릴 수 있어 리튬이온배터리의 대안으로 떠오르고 있다.

일본 조사기관인 후지경제에 따르면 전고체 배터리 시장은 2035년에는 시장규모가 28조 원에 이를 것으로 추산했다.

BMW는 지난 2017년 12월 미국의 배터리 제조업체인 솔리드 파워와 제휴를 맺으며 전고체 배터리 개발에 착수했다.

그러나 해결해야 하는 문제가 많다. 리튬이온배터리의 개발자로 2019년 노벨 화학상 수상자인 마이클 스탠리 위팅엄박사는 “전고체 배터리를 만드는 데 있어서 최대의 과제는 저온에서도 300마일(482km) 이상의 항속거리를 유지하면서 높은 에너지 밀도와 급속 충전, 긴 수명주기를 동시에 충족시켜야 한다”고 말했다.

이는 고체 전해질이 리튬이온배터리의 액체 전해질보다 이온 전도도가 낮기 때문이다. 고체 전해질은 액체 전해질처럼 양극 또는 음극을 완전히 덮을 수 없는데다 지속적인 부피 변화로 인한 스트레스로 인해 접촉이 느슨해져 양극과 음극이 분리될 수 있다. 이로 인해 배터리의 성능이 빠르게 저하될 수 있다.

전고체 배터리를 개발하고 있는 업체 중 일부는 이러한 문제를 제대로 해결하지 못한 것으로 알려졌다. 이 때문에 퀀텀스케이프, 토요타, 삼성SDI, 테슬라, 대만의 폭스콘 등 전고체 배터리를 개발하는 업체들은 정확한 상용화 시점을 언급하지 않고 있다.

BMW는 오는 2025년 자체 개발한 전고체 배터리의 시제품을 처음 탑재한 전기차를 선보이고 2030년 이 배터리의 양산 모델을 출시할 계획이나 핵심 문제를 해결하지 못하는 한 이 목표를 이루기가 쉽지 않다.

다만 BMW는 현재 개발 중인 차세대 전동화 파워트레인 7세대 BMW eDrive에 적합한 배터리가 전고체 배터리라고 보고 있어 목표를 이룰 가능성도 있다.

5세대 eDrive가 적용된 전기차 i4는 최고출력 530마력을 발휘하며, 정지상태에서 시속 100km/h까지 4초 이내에 가속한다.

또 최신 배터리 셀 기술로 새롭게 설계된 고전압 배터리가 탑재됐는데 슬림한 구조와 최적화된 에너지 밀도가 강점이다. 무게는 약 550kg, 용량은 80kWh, 1회 완충 시 최대 600km(WLTP 기준)를 주행할 수 있는 것이 특징이다.

BMW는 오는 2023년까지 25개의 전동화 차량을 선보일 예정이며 이 중 12개 차종은 순수전기차, 나머지 13개 차종은 플러그인하이브리드나 하이브리드다.

그 일환으로 BMW는 올해 말까지 i4를 비롯해 i3, iX3, I넥스트, 미니쿠퍼SE 등 5종의 차세대 전기차를 출시하고 테슬라 모델 S를 겨냥한 전기차 BMW i5, X1 기반 순수전기차, 7시리즈 기반 순수전기차 등을 추가 투입할 예정이다.

이를 통해 BMW는 2025년 말까지 글로벌에 약 200만대의 전기차를 판매하고 2030년까지 전세계 판매량의 50% 이상을 순수전기차로 채울 계획이다.


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