24M의 저렴한 리튬-이온 배터리 제작 기술은 재생 에너지로 만든 전기를 저장하는 전기회사의 비용을 낮춰 줄 것이다.

리튬-이온 배터리는 스마트폰에서 전기차까지 전기 에너지를 저장하는 모든 제품에 사용된다. 이 배터리는 작고 가벼우며 빠르게 충전될 뿐 아니라 다른 어떤 배터리보다 오래가기 때문에 인기가 있다. 그러나 구조가 복잡하고 제조비용이 높기 때문에 전기 교통수단과 대규모 에너지 저장장치 대중화의 걸림돌로 작용하고 있다.

옛밍 치앙은 자신의 스타트업 24M이 이 문제를 해결할 수 있다고 생각한다. 해답은 반-고체 전극에 있다. 일반적인 리튬-이온 배터리는 여러 겹의 얇은 전극판을 쌓아 말아 놓은 형태로 만든다.

“리튬-이온 배터리는 바클라바(역주: 중동의 디저트)를 빼면 얇은 막을 쌓아 두껍게 만드는 유일한 제품일 것”이라고 설명하는 MIT 재료과학 교수이자 24M의 창업자 겸 수석과학자 치앙은 “리튬-이온 배터리를 가능한 가장 간단한 공정으로 만드는 것이 목표”라고 말한다.

치앙의 MIT 실험실에서 개발한 기술은 혼합 가루를 액체 전해질에 섞어 끈적이는 반죽같은 전극을 만드는 것이다. 이를 통해 24M은 에너지를 저장할 수 있는 물질의 양을 늘렸고, 같은 크기의 리튬-이온 배터리보다 15%~25% 많은 용량을 갖게 됐다.

또 이 기술을 이용하면 리튬-이온 배터리를 더 싸고 빠르게 만들 수 있다. 기존의 배터리 생산공장은 일반적으로 1억 달러의 설비비가 필요하다. 코팅과 건조, 절단, 전극 필름 압축 등의 과정에 특수장비가 필요하기 때문이다. 그러나 24M의 반고체 전극은 이 과정이 필요 없어 훨씬 작은 공장에서 기존 배터리 제작시간의 5분의 1만으로 배터리를 만들 수 있다.

이 기술이 성공한다면, 24M은 현재 200달러~250달러인 ㎾당 배터리의 가격을 처음으로 100달러 이하로 낮추는 회사가 될 것이다. 이 가격은 전기자동차가 내연기관차와 가격경쟁을 할 수 있게 만든다.

2020년까지 이 목표를 달성하려면 미국 메사추세츠주 캠브리지에 있는 시범 공장을 대규모로 확장해야 한다. 24M은 한 제조 대기업과 협력해 2017년까지 공장을 완공, 2018년 초에는 첫 제품을 내놓을 생각이다. 이들은 전기회사들이 자사의 배터리로 풍력과 태양광으로 만든 전기를 저장했다가 가장 수요가 큰 시간대에 전기를 내놓게 되기를 기대하고 있다.

이들은 전기차 회사와도 협상 중이다. 그러나 전기차가 우선 대상은 아니다. 치앙이 전기차 시장에 조심스럽게 접근하는 것에는 이유가 있다. 그는 과거 A123란 배터리 회사를 설립, 자동차사에 배터리를 공급하기 위한 대형 공장을 짓는 데 너무 많은 돈을 썼고, 결국 2012년 파산신청을 했던 기억을 가지고 있다.

치앙은 과거의 전철을 밟지 않기 위해 필요할 때 더 효율적으로 규모를 키울 수 있도록 회사의 제작기술을 설계했다고 말한다.

<본 기사는 테크M 제40호(2016년8월) 기사입니다>