2차 전지란 흔히 말하는 충전지, 즉 충전을 통해 계속 사용할 수 있는 배터리를 일컫는다. 현대인들이 항상 지니고 다니는 휴대폰 배터리는 대표적인 2차 전지이다. 이 밖에도 노트북·카메라·스마트패드·전동 자전거 등에서도 전기에너지를 저장하는 중요한 역할을 하고 있다. 덕분에 우리는 이런 제품을 휴대하며 필요할 때마다 쉽게 사용할 수 있다.
2차 전지를 통해 편리한 생활을 할 수 있는 이유는 전기 에너지가 저장되는 셀과 저장된 에너지를 안심하고 사용할 수 있도록 해주는 보호회로 덕분이다. 보호회로는 전지를 만들 때 양극과 음극 사이에 부착하는 회로로 전지를 안전하게 관리해주며 성능저하를 막아주는 기능을 한다. 기존에는 2차 전지 시장이 소형 IT제품 위주였지만 최근 전기차, 에너지저장시스템(ESS·Energy Storage System), 스마트 그리드 등으로 활용 범위가 확대되면서 셀이 대형화되고 보호회로가 가지는 의미도 전지 관리회로로 점점 커지고 있다.
앞으로는 에너지의 관리와 저장 시스템이 더욱 중요해진다. 기존의 화석 연료를 대체하는 신재생 에너지의 비율이 높아지고 스마트 그리드가 사회 전반으로 확산될 것이기 때문이다. 신재생 에너지의 경우 에너지 생산이 일정하게 이루어지지 않기 때문에 일단 발생되는 에너지는 언제든지 사용할 수 있는 상태로 보존되어야 한다. 이때 에너지를 안전하게 보존하고 관리하는 역할을 2차 전지와 관리회로가 하게 된다. 뿐만 아니라 이를 이용해 발전 시 다 사용되지 못해 낭비되는 에너지나 사용량이 적은 시간대의 전기 에너지를 저장해서 수요량이 많은 시간과 장소에 공급하는 스마트 그리드를 활용할 수도 있다.
태양열·풍력·수력·원자력 등 새로운 에너지 발전 방법에 관심이 쏠리고 있지만 생산된 에너지를 효율적으로 관리하고 소비하는 것 역시 그 이상으로 중요하다. 그 중요성을 깨달은 많은 기업들이 2차 전지 시장에 뛰어들고 있다. 현재 세계 2차 전지 시장은 우리 기업들이 주도적으로 이끌어 나가고 있다. 소형 2차 전지와 보호회로 같은 경우 국내 기업이 시장 점유율 1위를 기록하고 있으며 전기차용 배터리나 에너지 저장 시스템 등의 대형 2차 전지도 기술 면에서 선두를 달리고 있다. 천연자원이 부족한 우리나라는 자원의 효율적인 사용이 중요하다. 그 동안 축적한 기술을 기반으로 스마트하게 에너지를 관리하는 에너지 강국이 될 수 있기를 바란다.
파워로직스 부설기술연구소 EMS실 유용훈 선임연구원 youyh@powerlogics.kr
