10분 충전으로 1200km 주행...도요타, ‘전고체 배터리’ EV 2027년 상용화

주행거리 현재 EV의 2.4배
도요타, 전고체 배터리 연구개발에 앞서고 있어
양산 기술이 관건...제조 비용 리튬이온의 4~25배

▲일본 도쿄의 한 딜러점에 토요타자동차 로고가 보인다. 도쿄/AP뉴시스

도요타자동차가 2027년 차세대 배터리의 본좌로 꼽히는 ‘전고체 배터리’를 탑재한 전기차(EV)를 출시할 예정이다. 전고체 배터리가 실용화되면 전기차 시장의 게임체인저가 될 전망이다.

13일 니혼게이자이신문(닛케이)에 따르면 도요타는 시즈오카현 연구거점에서 열린 기술설명회에서 “전고체 배터리의 내구성 문제를 극복했다”며 “실용화 시기를 2027~2028년으로 잡고 EV에 탑재하는 것을 목표로 삼았다”고 밝혔다.

전고체 배터리는 10분 이하 충전으로 약 1200km를 주행할 수 있다. 주행 거리는 현재 EV의 2.4배 수준이다.

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리와 달리 전해질이 고체여서 충전 시간이 짧고 주행 거리가 긴 것이 특징이다. 지금까지의 기술로는 수십에서 수백 회 정도의 충전만 가능했고, 실용화에 필요한 수천 회 이상은 달성하지 못했다.

닛케이는 도요타가 전고체 배터리 연구개발에 앞서고 있으며 1000개 이상의 관련 특허를 보유하고 있다고 설명했다. 도요타는 2020년 여름 세계 최초로 전고체 배터리 탑재 차량으로 번호판을 획득하고 시험 주행을 실시했다. 토요타는 향후 10분 이하의 충전 시간으로 약 1500km까지 주행거리를 늘리는 것을 목표로 하고 있다.

EV의 성능은 배터리로 크게 좌우된다. 현재는 충전 시간이나 1회 충전으로 달릴 수 있는 거리에서 내연차나 하이브리드차(HV)보다 열세다. 도요타의 EV인 ‘bZ4X’의 리튬이온 배터리 충전 시간은 약 30분이고 주행 거리는 약 600km다. 닛산의 ‘아리아’는 약 45분 충전으로 380km, 테슬라의 ‘모델 Y’는 약 15분 충전으로 최대 260km를 주행할 수 있다.

전고체 배터리 상용화를 위해선 양산 기술 개발이 관건이다. 과학기술진흥기구에 따르면 전고체 배터리의 제조 비용은 기존 리튬이온 배터리에 비해 4~25배 높다.

전 세계적으로 전기차 전환이 뚜렷해지고 있는 가운데 도요타는 2026년까지 연간 150만 대, 2030년까지는 350만 대 판매를 목표로 하고 있다. 지난해 도요타의 세계 판매량은 약 2만 대에 불과했다. 도요타는 전고체 배터리와 별도로 기존 리튬이온 배터리의 성능도 향상해 2026년 차세대 제품을 출시할 계획이다.

닛산자동차도 2028년까지 자체 개발한 전고체 배터리를 탑재한 EV를 시장에 출시할 예정이라고 밝혔다. 독일 BMW는 2025년까지 전고체 배터리를 탑재한 실증 차량을 공개하고 2030년까지 양산할 계획이다.