"1회 충전에 1,200km 벽 깼다"… 팩토리얼-벤츠, '솔스티스' 전고체 EQS 실증 성공

실험실 수준에 머물던 차세대 전고체 배터리가 양산형 전기차에 탑재되어 실제 도로 위에서 1회 충전 주행거리 1,200km의 벽을 돌파했다.
미국 전고체 배터리 스타트업 팩토리얼 에너지(Factorial Energy)와 독일 프리미엄 완성차 메르세데스-벤츠가 공동 개발한 차세대 전고체 배터리 시스템이 유럽 3개국을 가로지르는 극한의 장거리 공도 주행 검증을 성공적으로 마쳤다.

자체 기가팩토리를 직접 짓는 막대한 설비투자 부담 대신 SK온, 포스코퓨처엠, 필에너지 등 검증된 한국 배터리 소재·장비 연합군을 대량 양산 파트너로 끌어들이면서, 2020년대 말 전고체 럭셔리 라인업을 상용화하겠다는 벤츠의 전동화 로드맵에도 탄력이 붙을 전망이다.

11월 9일(현지시각) 글로벌 자동차 전문매체 VOI에 따르면, 팩토리얼 에너지와 메르세데스-벤츠는 자체 개발한 차세대 복합 전고체 배터리를 플래그십 전기 세단 EQS 시험 차량에 탑재해 공도 주행 테스트를 실시한 결과, 단 한 번의 충전 없이 총 1,205km의 연속 주행거리를 기록했다고 공식 발표했다.
독일 슈투트가르트서 스웨덴 말뫼까지 무충전 완주… "팩 중량 40% 경량화"

이번 실증 주행은 독일 슈투트가르트를 출발해 덴마크를 거쳐 스웨덴 말뫼에 이르는 1,205km 구간에서 페리 탑승 없이 전 구간 육상 도로 주행으로 진행됐다.

차량은 목적지에 도착한 뒤에도 계기판상 137km의 추가 주행 가능 거리를 남겨둬, 사실상 단일 충전으로 1,340km 이상을 달릴 수 있는 잠재력을 입증했다.

기존 고성능 전기차들이 무거운 액체 전해질 배터리 팩으로 인해 주행거리 확장에 물리적 한계를 겪었던 반면, 팩토리얼의 전고체 기술은 획기적인 에너지 밀도를 제공했다.
황화물계 고체 전해질과 리튬메탈 음극재를 결합한 '솔스티스(Solstice)' 기술 플랫폼은 에너지 밀도를 최대 450Wh/kg 까지 끌어올렸다.

기존 EQS 배터리와 동일한 크기를 유지하면서도 가용 에너지 용량을 25% 늘렸으며, 액체 냉각 배관을 대폭 덜어낸 수동형 공랭식 설계를 도입해 배터리 팩 전체 중량을 종전 리튬이온 대비 40% 이상 경량화하는 데 성공했다.

F1 엔지니어링 결합… 기가팩토리 대신 'K-배터리 생태계'와 대량 양산 직행

이번 배터리 팩 시스템의 완성도를 끌어올린 주역은 영국 브릭스워스에 위치한 포뮬러원(F1) 파워트레인 전문 개발 기지인 '메르세데스-AMG 하이퍼포먼스 파워트레인(HPP)'이다.
충·방전 시 전고체 셀의 부피 팽창과 수축 문제를 제어하는 특수 패키징 메커니즘을 F1 레이싱 기술로 해결해 내구성을 대폭 확보했다.

주목할 점은 팩토리얼의 생산 전략이다.

천문학적인 자본이 소요되는 자체 기가팩토리 건립에 매달리다 좌초한 다른 배터리 스타트업들의 전철을 밟지 않고, 한국의 핵심 배터리 밸류체인 제조사들과 대규모 위탁생산과 소재 공급망 계약을 체결했다.

SK온의 배터리 셀 양산 라인과 포스코퓨처엠의 고순도 양극재와 리튬메탈 음극재 공급망, 그리고 필에너지의 초정밀 스태킹(적층) 장비 공정을 결합해 조기에 수율을 끌어올린다는 구상이다.

원천 기술 설계는 미국과 독일이 맡고, 이를 대량 양산 체제로 현실화하는 물리적 파운드리 역할은 한국 배터리 생태계가 전담하는 형태다.

"2020년대 말 플래그십 양산 투입"… 게임체인저 기술 사다리 완성

메르세데스-벤츠는 이번 1,205km 공도 실증의 성공 데이터를 기반으로, 오는 2020년대 말(2028~2030년)까지 전고체 배터리를 탑재한 차세대 럭셔리 양산 라인업을 글로벌 시장에 공식 출시 할 방침이다.

초기에는 초고성능 AMG 및 마이바흐 등 고가 플래그십 모델에 우선 적용한 뒤, 원가 절감 추이에 따라 대중형 모델로 단계적 확대를 추진한다.

마르쿠스 셰퍼(Markus Schäfer) 메르세데스-벤츠 최고기술책임자(CTO)는 "실험실의 가상 시뮬레이션을 넘어 실제 도로 환경에서 전고체 기술의 압도적인 효율성과 안전성을 입증했다"며 "충전소에 얽매이지 않는 완벽한 주행 해방감을 제공할 전고체 전기차 양산에 한 걸음 더 가까워졌다"고 밝혔다.

글로벌 2차전지 전문가들은 "팩토리얼과 벤츠의 실증 성공은 화재 위험이 원천 차단된 전고체 배터리가 전기차의 '1회 충전 주행거리 불안(Range Anxiety)'을 종식시킬 기술적 티핑포인트에 도달했음을 보여준다"며 "한국의 공정 제조 경쟁력과 서구 완성차의 프리미엄 플랫폼이 결합된 이 모델은 중국 배터리 기업들이 주도하는 저가 LFP 공세를 기술력으로 압도할 가장 강력한 연합 전선이 될 것"이라고 평가했다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com