[이코노믹리뷰=김동규 기자] 사물인터넷(IoT·Internet of things)은 여러 전자기기가 인터넷으로 연결돼 서로 정보를 주고받거나, 사용자가 기기를 조작할 수 있는 개념을 뜻한다. 사물인터넷에 이어 등장한 사물배터리(BoT·Battery of things)라는 개념은 널리 알려져 있지 않지만 3년 전에 한국에서 이목을 집중시킨 개념이다.

사물배터리는 인터넷을 통해 기기들을 연결하는 것처럼 배터리가 에너지원이 돼 여러 기기들을 연결한다는 개념으로 보면 된다. 이런 배경에서 IoT시대는 필연적으로 BoT시대를 동반하게 된다. BoT는 책 <에너지 혁명 2030>의 저자인 토니 세바 미국 스탠퍼드대 교수가 2015년에 언급해 이목을 끈 개념으로 알려져 있다. 당시 세바 교수는 삼성SDI의 천안사업장을 방문해 ‘배터리는 어디에나 있다’라는 것으로 BoT의 개념을 설명했다.

사물배터리시대는 무엇?

사물배터리 시대는 말 그대로 일상 생활 곳곳에 배터리가 사용된 환경을 말한다. 특히 스마트폰, 태블릿PC, 각종 웨어러블 기기와 같은 IT제품이 사물배터리 시대를 확실하게 열었다. 여기에 더해 최근에는 non-IT기기인 전동공구, 전기자전거 등에도 배터리가 사용되고 있다. 특히 매년 성장을 거듭하는 ESS(에너지저장장치)와 전기자동차 시장에서도 배터리는 필수품이다.

배터리를 통해 소비자들은 선이 없는 ‘무선’의 자유를 여러 IT기기, 생활가전에서 누릴 수 있게 됐다. 또 내연기관이 없는 전기자동차를 통해 환경오염도 줄일 수 있는 등 배터리를 통해 사람들은 생활 모습과 문화에서도 변화를 느끼게 됐다. 최근에는 태양광 연계형 ESS등도 많이 등장해 신재생에너지의 저장공간으로도 배터리가 사용되고 있다.

2차전지의 진화 과정은?

현재 사용되는 대부분의 2차전지는 리튬이온배터리를 말한다. 리튬이온배터리는 1991년 상업화에 성공했고 높은 에너지밀도가 장점으로 꼽힌다. 2차전지의 1세대라고 불리는 납축 배터리는 1890년 상업화에 성공했다.꼽힌다. 이어 니켈-카드뮴전지가 1960년대에, 니켈-망간 전지가 1980년대에 상업화에 성공하면서 2차전지 시장에 등장했다.

업계에 따르면 리튬이온배터리가 각광을 받기 시작한 가장 큰 이유는 납축 배터리에 비해 유해물질이 적어 친환경적이고, 크기와 무게를 4분의1 수준으로 줄일 수 있음에도 에너지밀도와 출력이 높다는 점, 수명도 길고 환경적 제약이 적다는 장점 때문이다.

사물배터리 시대에서 배터리 제조사들이 가장 신경쓰는 부분은 에너지밀도를 높이면서 안정성을 확보하는 것이다. 일정한 공간에 최대한 많은 에너지를 넣어 오래 쓸 수 있는 안전한 배터리를 제작하는 것이 지상 과제라는 이야기다.

실제로 이 부분에서 가장 치열한 연구와 경쟁이 이뤄지는 분야는 전기차 배터리다. 주행거리와 직결되는 배터리 성능에 완성차 업체들이 큰 관심을 갖고 있기 때문이다.

한국의 대표 배터리 기업인 삼성SDI도 한번에 주행거리가 600km이상 나오는 배터리 기술을 확보하고 있다. LG화학도 주행거리 500km이상의 전기차 배터리 수주에 성공하는 등 에너지 밀도가 높은 전기차용 배터리 제작에 박차를 가하고 있다.

여기에 더해 현재 많이 알려지지 않았지만 리튬이온배터리의 액체 전해질을 고체 전해질로 바꿔 제작하는 일명 ‘전고체 배터리’관련 연구도 진행되고 있다. 배터리 제작사들이 전고체 배터리를 연구하는 가장 큰 이유는 안전성 확보 때문이다. 통상 리튬이온배터리의 액체 전해질은 분리막을 통해 양극과 음극의 접촉을 차단해 폭발을 막는다.

전해질이 고체일 경우 액체 전해질보다 양극과 음극이 접촉하는 것을 더 확실하게 방지할 수 있고, 훼손이 발생했을 때에도 형태를 그대로 유지할 수 있어 폭발이나 화재의 가능성이 액체 전해질보다 현격하게 낮아진다는 것이 업계의 이야기다.

사물배터리 시대는 이미 우리 곁에 와 있다. 전기차 시대, 자율주행차 시대가 본격화되면 배터리의 중요성은 지금보다 더 커질 것이다. 사물배터리 시대에서 주도권을 잡기 위한 배터리 업체들의 경쟁도 더 치열해질 것이다.