2차 전지(Secondary Battery)는 충전이 가능하며, 여러 번 사용이 가능한 전지를 말합니다. 주로 리튬이온 배터리, 니켈-수소 배터리(NiMH), 납축전지 등이 이에 속합니다. 이러한 2차 전지는 전기차, 스마트폰, 노트북 등 다양한 전자기기에서 필수적으로 사용되고 있으며, 특히 최근에는 전기차와 에너지 저장 시스템(ESS)의 수요 증가로 인해 그 중요성이 더욱 부각되고 있습니다
A. 2차 전지의 종류
리튬이온 배터리 (Lithium-ion Battery)
현재 가장 많이 사용되는 2차 전지로, 에너지 밀도가 높고, 메모리 효과가 없으며, 수명이 길다는 장점이 있습니다. 주로 스마트폰, 노트북, 전기차 등에 사용됩니다.
니켈-수소 배터리 (NiMH Battery)
에너지 밀도는 리튬이온 배터리보다는 낮지만, 안정성이 높고 가격이 저렴하여 하이브리드 자동차 등에서 많이 사용됩니다.
납축전지 (Lead-Acid Battery)
가장 오래된 형태의 2차 전지로, 자동차 시동 배터리 및 UPS(무정전 전원 장치) 등에 사용됩니다. 가격이 저렴하지만 무게가 무겁고 에너지 밀도가 낮습니다.
리튬 폴리머 배터리 (Lithium Polymer Battery)
리튬이온 배터리의 변형으로, 보다 얇고 다양한 형태로 제작할 수 있어 드론, 스마트폰 등에서 사용됩니다.
B. 2차 전지의 응용 분야
전기차 (EVs)
2차 전지의 가장 중요한 응용 분야 중 하나입니다. 전기차의 배터리는 주행거리, 충전 속도, 수명 등에서 중요한 역할을 합니다. 테슬라, 현대자동차, BMW 등의 전기차 제조사들이 2차 전지 기술을 적극적으로 개발하고 있습니다.
에너지 저장 시스템 (ESS)
태양광, 풍력 등 재생에너지의 발전량이 불규칙하기 때문에 에너지를 저장해 두었다가 필요할 때 사용하는 시스템입니다. 이 시스템에서도 대규모의 2차 전지가 필요합니다.
소형 전자기기
스마트폰, 노트북, 웨어러블 기기 등 다양한 소형 전자기기에서 2차 전지가 필수적으로 사용됩니다. 이들 기기의 소형화와 고성능화에 따라 고밀도, 경량의 배터리가 요구됩니다.
C. 2차 전지 산업의 현황
시장 규모
전 세계적으로 2차 전지 시장은 급성장 중이며, 특히 전기차의 급격한 보급과 함께 배터리 수요가 크게 증가하고 있습니다. 글로벌 배터리 제조업체로는 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온, CATL, 파나소닉 등이 있습니다.
기술 개발
배터리의 에너지 밀도를 높이고, 충전 속도를 개선하며, 안정성을 높이기 위한 연구가 활발히 진행 중입니다. 또한, 리튬이온 배터리의 대체재로서 전고체 배터리, 리튬황 배터리 등의 차세대 배터리 기술도 주목받고 있습니다.
환경 문제
2차 전지의 제조 과정에서 발생하는 환경 오염, 배터리 폐기 시 발생하는 문제 등을 해결하기 위해, 배터리 재활용 기술과 친환경 소재 개발도 중요한 이슈로 다뤄지고 있습니다.
D. 미래 전망
2차 전지 산업은 앞으로도 지속적인 성장이 예상되며, 특히 전기차와 ESS 시장이 이 성장을 주도할 것으로 보입니다. 배터리 기술의 발전은 전기차의 주행거리 증가, 충전 시간 단축, 비용 절감 등에 기여하여 더욱 많은 소비자들에게 전기차를 매력적인 선택지로 만들 것입니다.
2차 전지를 제조하는 주요 국내외 기업
A. 국내 기업
LG에너지솔루션 (LG Energy Solution)
LG화학의 배터리 사업부문이 분사되어 설립된 회사로, 리튬이온 배터리 분야에서 세계적인 선두 주자 중 하나입니다. 전기차 배터리, ESS, 소형 IT기기용 배터리를 제조하고 있으며, 글로벌 자동차 제조사들과 파트너십을 맺고 있습니다.
삼성SDI (Samsung SDI)
삼성그룹 계열사로, 리튬이온 배터리, 전기차 배터리, ESS, 전자재료 등을 제조합니다. 특히 전기차 배터리 시장에서 강력한 경쟁력을 보유하고 있으며, 글로벌 주요 자동차 제조사들에게 배터리를 공급하고 있습니다.
SK온 (SK On)
SK이노베이션의 배터리 사업부문이 분사된 회사로, 전기차 배터리를 주력으로 생산하고 있습니다. 배터리 생산 능력 확대에 집중하고 있으며, 글로벌 시장에서 입지를 확대하고 있습니다.
B. 해외 기업
CATL (Contemporary Amperex Technology Co. Limited)
중국의 배터리 제조사로, 전 세계 리튬이온 배터리 시장에서 가장 큰 점유율을 차지하고 있습니다. 전기차, 에너지 저장 시스템, 스마트폰 등 다양한 응용 분야에 배터리를 공급하고 있으며, 주요 자동차 제조사들과 협력하고 있습니다.
파나소닉 (Panasonic)
일본의 전자기기 및 배터리 제조사로, 특히 테슬라와의 협력으로 유명합니다. 테슬라의 기가팩토리에 배터리를 공급하며, 전기차 배터리 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다.
BYD (Build Your Dreams)
중국의 전기차 제조사이자 배터리 제조사로, 리튬이온 배터리뿐만 아니라 전기차까지 자체적으로 생산합니다. 전기차 시장에서의 성공을 바탕으로 배터리 기술력을 높여가고 있습니다.
LG화학 (LG Chem)
LG화학은 배터리 원료와 관련된 사업을 통해 2차 전지 산업에 기여하고 있습니다. LG에너지솔루션과 협력하며 배터리의 원료 공급과 연구개발을 담당하고 있습니다.
이들 기업들은 글로벌 2차 전지 시장에서 중요한 역할을 하고 있으며, 특히 전기차 배터리 분야에서 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다.