[더구루=홍성일 기자] 일본 배터리 제조사 파나소닉이 전기차(EV)의 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있는 '무음극(anode-free)' 배터리 출시 계획을 공개했다. 파나소닉의 핵심 파트너사인 테슬라의 전기차 성능이 향상될 것이라는 전망이 나온다.

27일 업계에 따르면 파나소닉은 2027년 말까지 무음극 배터리를 상용화한다고 발표했다. 파나소닉은 세계 최고 수준의 무음극 배터리를 개발할 것이라고 덧붙였다. 

파나소닉이 개발하고 있는 기술은 말 그대로 음극재를 없애거나 극소량의 리튬을 적용한 완전 새로운 개념의 배터리다.

음극재는 배터리를 충전할 때 양극에서 나온 리튬 이온을 받아 저장하는 저장한다. 배터리를 사용할 때(방전 시)는 리튬 이온을 양극으로 돌려보내 전기를 만들어낸다.

이에 음극재는 배터리의 성능과 수명, 충전 속도 등을 결정한다. 음극재에 얼마나 많은 리튬 이온을 저장할 수 있느냐가 에너지 밀도(용량)를 결정하며, 얼마나 빨리 받아들일 수 있느냐가 충전속도를 결정한다. 또한 안정적인 구조를 가지고 있으면 충전과 방전 시 구조 변형이 최소화돼 반복적으로 사용하더라도 성능을 유지할 수 있다.

현재 음극재로 가장 널리 사용되고 있는 재료는 흑연이다. 흑연은 구조가 안정적이고 가격이 저렴할 뿐 아니라 리튬 이온 저장 능력도 뛰어나 음극재 표준으로 자리 잡아왔다.

파나소닉이 개발하고 있는 무음극 배터리는 창고 역할을 하는 음극재 부분을 없앤 것이 가장 큰 특징이다. 창고가 없는 대신 충전 시 방출된 리튬 이온이 집전체 쪽으로 이동해 스스로 리튬 금속층을 만들며 쌓이게 된다. 즉 무음극 배터리는 음극이 아예 없는 것이 아니라 충전할 때마다 음극을 만드는 배터리라고 할 수 있다.

무음극 배터리의 장점은 배터리 내에 에너지를 생성하는 활물질을 더 많이 채울 수 있게되면서, 에너지 밀도를 극대화할 수 있게 된다는 점이다. 이렇게 되면 크기의 배터리를 탑재하더라도 더 멀리 가는 전기차를 만들 수 있다. 파나소닉은 배터리 용량이 최대 25% 증가할 것이라고 주장했다. 500km를 주행할 수 있던 전기차가 625km를 주행할 수 있게 되는 것이다. 또한 구조가 단순해지기 때문에 배터리 생산 비용을 낮출 수 있다는 장점도 있다.

업계는 파나소닉이 무음극 배터리 시장에서 퀀텀스케이프, 아워넥스트에너지 등과 경쟁하게 될 것으로 보고있다. 또한 테슬라의 상품성 향상도 전망했다.

아워넥스트에너지는 지난 2022년 무음극 셀 제품을 선보인 바 있으며, 내년부터는 양산을 시작한다는 목표다. 아워넥스트에너지는 자사의 무음극 셀을 이용하면 1000km 이상 주행할 수 있는 전기차를 만들 수 있다고 홍보하고 있다. 퀀텀스케이프는 이달 초 폭스바겐 배터리 자회사인 파워코와 함께 무음극 전고체 배터리를 장착한 두카티 모터사이클을 공개했었다.

업계 관계자는 "파나소닉의 계획이 실현된다면 테슬라 전기 스포츠유틸리티차량(SUV) 모델 Y의 주행거리가 144km 증가하게 된다"며 "주행거리를 늘리지 않고 재료 사용량을 줄이는 방법을 선택해 가격을 낮출 수 있을 것"이라고 말했다.