[김정훈의 에너지 이야기] 배터리 기술의 역사와 발전, 이것만 알면 'OK'

LG에너지솔루션 오창 에너지플랜트 전경 [사진=LG엔솔]

프랑스 예술가들은 1900년대 초 연작 삽화 '2000년에는'에서 전기 기차와 자동 롤러 신발 등 전기를 이용한 이동수단을 상상했다. 비슷한 시기, 한국의 공상과학 만화가 이정문 화백은 1965년 과학 잡지에 발표한 만화 '서기 2000년대의 생활의 이모저모'에서 전기차를 등장시키며 미래의 이동수단을 그려냈다.

당시의 상상은 현실이 됐다. 전기를 동력으로 하는 다양한 이동수단이 우리의 일상에 필수적으로 자리잡았다. 이러한 변화의 중심에는 배터리 기술의 발전이 있다. 특히 한국은 글로벌 배터리 시장에서 선도적인 역할을 하며, 배터리 기술 혁신의 중심에 서 있다. 지금부터 배터리 기술의 역사와 발전 과정을 살펴보자.

배터리 기술의 역사는 1800년, 이탈리아 과학자 알레산드로 볼타의 발명으로 시작됐다. 그는 구리와 아연판 사이에 묽은 황산을 적신 천을 끼워 지속적인 전류를 만들어냈다. 이후 1831년, 영국의 마이클 패러데이가 전자기 유도 현상을 발견하며 전기 기술 발전의 초석을 다졌고, 1859년 프랑스의 가스통 플랑테는 최초의 2차전지인 납 축전지를 개발했다. 이는 배터리 기술의 첫 번째 중요한 전환점이었다.

배터리 기술의 혁신은 20세기 후반, 리튬이온전지의 등장과 함께 시작됐다. 리튬이온전지는 가볍고 에너지 밀도가 높아 전기차, 스마트폰, 노트북 등에서 필수 기술로 자리 잡았다. 이 배터리는 빠른 충전 속도와 긴 수명을 자랑하며, 현대 사회의 디지털화와 전기차 혁명에 중요한 역할을 했다. 만약 리튬이온전지가 없었다면 오늘날의 스마트폰과 전기차는 상상하기 어려웠을 것이다.

특히 한국은 리튬이온전지 기술을 빠르게 채택하고, 삼성SDI, LG에너지솔루션, SK온 등 주요 배터리 기업들이 글로벌 전기차 시장에서 선도적인 위치를 차지했다. 이들은 혁신적인 기술 개발을 통해 전 세계 배터리 시장에서 중요한 역할을 하고 있으며, 전기차 배터리 시장에서는 글로벌 시장 점유율의 큰 비중을 차지하고 있다.

현재 배터리 기술은 더 높은 효율성과 안전성을 목표로 발전하고 있다. 고체전지, 리튬황 전지, 나트륨이온전지와 같은 차세대 기술들이 상용화 단계에 접어들었으며, 각 기술은 전기차 주행 거리 증가, 스마트폰 배터리 수명 연장, 재생 가능 에너지 저장 효율성 향상에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상된다. 예를 들어, 고체전지는 리튬이온전지보다 훨씬 더 안전하며, 리튬황 전지는 에너지 밀도가 높아 전기차의 주행 거리를 크게 늘릴 수 있다. 나트륨이온전지는 원자재의 가격이 저렴해 대량 생산이 가능하고, 환경에 미치는 영향도 적다는 장점이 있다.

배터리 업계 관계자는 “배터리는 단순히 전기를 저장하는 장치를 넘어, 재생 가능 에너지의 출력 변동을 조절하고 안정적으로 공급하는 핵심 기술로 자리 잡았다”면서 “이는 에너지 구조의 안정성과 환경 문제 해결에 중요한 역할을 할 것”이라고 설명했다. 그러면서 "배터리 기술은 앞으로 전 세계 에너지 시스템의 중요한 축이 될 것이며, 지속 가능한 미래를 위한 핵심적인 역할을 할 것"이라고 밝혔다.