삼성·다임러·CATL 앞다퉈 투자한 기업은?

스타트업 '실라 나노테크놀로지스' 총 3400억 펀딩…배터리 음극재 소재로 '실리콘'이 흑연 대체할지 관심

메르세데스-벤츠의 전기차 콘셉트카. 미국 배터리 소재 스타트업 '실라 나노테크놀로지스'는 벤츠 모기업 다임러가 1억7000만달러 규모의 최근 펀딩에 참여했다고 밝혔다./사진=메르세데스-벤츠

배터리 용량과 지속시간은 스마트폰, 노트북 등 전자기기와 전기차(EV)의 숙제다.

이 배터리 용량과 지속시간(1회 완전충전부터 방전까지)을 획기적으로 개선시키겠다고 나선 미국 스타트업 '실라 나노테크놀로지스(Sila Nanotechnologies)'에 글로벌 화학·전기차 기업들이 앞다퉈 투자에 나섰다.

22일 외신 및 업계에 따르면, 실라 나노테크놀로지스에는 메르데세스-벤츠의 모기업인 다임러, 삼성, 중국 전기차 배터리업체인 CATL이 최근 소규모 비지배지분 투자를 단행했다. 다임러는 1억7000만달러 규모인 이번 펀딩에서 가장 많이 투자했으며, 실라 나노테크놀로지스는 2011년 창업 이후 총 3억달러 규모 자금을 조달했다.

'실라 나노테크놀로지스'는 리튬이온배터리 음극재 소재로 실리콘 기반 나노분자를 쓴다. 이는 현재 음극재 소재인 흑연을 실리콘이 '100% 완전 대체'할 것이란 전망에 바탕한다. 실리콘이 흑연보다 에너지 밀도(저장능력, 출력)가 훨씬 높아 배터리 성능을 현재대비 20% 이상 향상시킨다는 논리에서다. 미래에는 실리콘의 생산비용도 적게 들 것이라고 주장한다.

실라 나노테크놀로지스는 테슬라 출신의 진 베르디체브스키가 창업했으며, 조지아텍의 캠퍼스 스타트업 중 하나다.

이 회사는 내년에 주요 고객사인 중국 ATL에 전자기기용 실리콘 배터리를 처음 공급할 계획이다. 전기차용 배터리는 2023년 첫 공급을 목표로 하고 있다.

좀 더 규모가 큰 기업으로는 벨기에의 첨단 소재기업 유미코아(Umicore)도 리튬이온배터리 내에서 실리콘의 비중을 조금 더 늘리기 위해 연구개발을 진행중이다.

하지만 아직 실리콘이 갈길은 멀다. 한 업계 관계자는 "지금도 배터리 출력을 위해 극소량의 실리콘을 음극재에 쓰기는 한다"며 "실리콘은 아직 충·방전, 수명, 발화 위험성 등에서 안정성이 흑연보다 떨어지는 것이 사실이며 기술 검증이 되지 않은 상태"라고 전했다.


미래 전기차 배터리를 둘러싼 업계간 경쟁과 진화는 계속되고 있다.

SK이노베이션 은 올초 미국 배터리 기술 개발 업체인 폴리플러스 배터리 컴퍼니에 '리튬 금속 전지' 개발 연구자금을 지원하기로 했다. 향후 지분투자 가능성도 있다. 리튬 금속 전지(배터리)는 흑연보다 용량이 10배 이상 높은 리튬 음극을 사용, 일반 리튬 이온 전지보다 에너지 밀도가 두 배 가량 높아 미래 전기차 배터리 모델 중 하나로 꼽힌다.

궁극의 전기차 배터리는 전고체 배터리(all solid-state battery)로 꼽힌다. 전고체 배터리는 리튬이온이 이동하는 전해질을 고체로 만든 것으로, 아직 초기 연구개발 단계이다. 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체해 열과 외부 충격에 강한 특징을 갖고 있다. 일본 토요타는 관련 특허, 공정, 소재 측면에서 1조5000억엔(약 15조4000만원)을 투자해 전고체 배터리를 자체 개발하고 있는 것으로 알려졌다.