삼성·현대차 동맹, 전고체 배터리 '공동 설계'로 확대

각형 배터리팩 공동 특허 공개
열폭주 가스 배출·에너지 밀도 개선
전고체 소재 넘어 양산기술 협력

[파이낸셜뉴스]삼성과 현대자동차그룹의 배터리 협력이 단순 공급계약을 넘어 공동 설계와 차세대 기술 개발로 확대되고 있다. 전기차용 배터리팩의 안전성과 에너지 밀도를 높이는 기술을 공동 개발한 데 이어 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리도 소재 연구에서 양산 공정으로 협력 범위를 넓히고 있다.

11일 특허정보 검색서비스 키프리스(KIPRIS)에 따르면 현대차·기아와 삼성SDI가 공동 출원한 '배터리 팩 및 그 배터리 팩을 포함하는 차량' 특허가 지난달 22일 공개됐다.

이번 특허는 배터리셀 바닥에 가스 배출구를 설치하고 배터리팩 하부에 별도 통로를 마련한 것이 핵심이다. 배터리 열폭주 때 발생하는 고온 가스를 외부로 배출하면서 기존에 분리됐던 가스 배출 공간과 충격 보호 공간을 통합해 에너지 밀도를 높이는 방식이다.

삼성SDI의 주력 제품인 각형 배터리를 중심으로 설계됐으며 현대차·기아 연구원 5명과 삼성SDI 연구원 2명이 발명자로 참여했다. 양사의 협력이 배터리 공급을 넘어 차량에 최적화된 배터리팩 공동 설계로 확대됐다는 점에서 의미가 있다.

삼성SDI는 2023년 현대차와 첫 전기차 배터리 공급계약을 체결했다. 올해부터 2032년까지 7년간 헝가리 공장에서 생산한 각형 배터리를 현대차·기아의 유럽 판매용 전기차에 공급한다.

장재훈 현대차그룹 부회장은 지난 9일 삼성의 'HMG 감사 데이'에서 "삼성과 현대차그룹은 전장, 오디오, 배터리 등 차량 부품 분야의 협력을 넘어 로봇과 에너지 등 미래 산업에서도 협력의 가능성을 넓혀가고 있다"며 "서로의 강점을 존중하고 힘을 모아 앞으로의 도전을 함께해 나가길 기대한다"고 말했다.

차세대 전고체 배터리 분야에서도 협력이 구체화되고 있다. 현대차·기아와 삼성SDI가 2022년부터 지난해까지 공동 출원한 전고체 배터리 관련 특허는 분할출원을 포함해 총 9건이다. 이 가운데 2건은 지난해 특허 등록을 마쳤다.

초기에는 수분에 취약한 황화물계 고체 전해질을 보호하는 코팅 기술에 집중했지만, 2023년부터는 배터리 수명 개선과 양산 공정으로 연구 범위를 확대했다. 특히 전고체 배터리 제조에 필요한 고온 등방 가압(WIP) 공정의 온도 측정 기술과 배터리셀 예열·이송 장치 등을 공동 출원했다.

전고체 배터리는 기존 액체 전해질을 고체로 대체해 안전성과 에너지 밀도를 높일 수 있는 기술이다. 전기차뿐 아니라 휴머노이드 로봇 등으로 적용 분야가 확대될 가능성도 있다.
정의선 현대차그룹 회장은 지난 8월 전동화 전략과 관련해 "전기차(EV)는 EV대로 가고 하지만 배터리도 전고체를 연구하고 있기 때문에 그 부분이 나와야 더 효율적인 부분으로 갈 수 있겠다"고 밝힌 바 있다.

업계에서는 양사의 공동 연구가 실제 차량 적용과 양산 기술 확보로 이어질지 주목하고 있다. 배터리 공급에서 시작된 협력이 차세대 전동화 기술 경쟁력 확보로 이어지는 구조다.

[email protected] 김동호 기자