앞서 설명한 1차 전지의 경우, 한 번만 사용하고 버리게 되는데 이때 새 배터리를 만들기 위해 더 많은 자원이 소비되며, 방전 후에는 화학물질로 인해 환경오염을 일으킬 수 있는 반면, 2차 전지는 충전을 통해 500~2000번까지 반복해 사용할 수 있어 경제적이고 친환경적이다. 또한 2차 전지는 내연기관 자동차를 대체할 수 있는 기술인 전기자동차의 배터리로 사용된다. 전기자동차는 내연기관 자동차에 비해 탄소 배출이 훨씬 적다는 사실은 모두 알고 있을 것이다. 특히 최근 유럽에선 탄소중립을 선언하며 내연기관 자동차를 2035년까지 모두 전기자동차로 대체할 것이라고 발표했는데, 이에 따라 2차 전지의 중요성은 더더욱 커지는 추세다.

현재 시장의 주를 이루고 있는 2차 전지는 리튬-이온 배터리이다. 리튬이온배터리는 니켈-카드뮴 배터리보다 용량이 약 3배 높고, 메모리 현상이 없어서 배터리의 용량이 줄어들지 않아 오래 사용할 수 있다는 장점이 있지만, 전해질에 휘발성이 높은 액체가 사용되어 열이 나 충격에 취약하고, 리튬은 일부 지역에서만 나는 금속이어서 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있다. 이러한 한계를 뛰어넘기 위해 세계 각국에서 에너지밀도가 더 높고 안전한 2차 전지의 개발에 뛰어들고 있다. 특히 전고체 배터리는 전해질이 고체이기 때문에 부피가 작고 외부 충격에 강해 차세대 이차전지로 주목받고 있다.

신재생에너지와 스마트그리드가 회자되면서 에너지 저장 시스템인 ESS(Energy Storage System)도 함께 관심을 받고 있다. 신재생에너지는 전력 생산이 계절과 날씨 등 외부환경에 따라 생산량이 일정하지 않다. 이러한 에너지를 저장하지 않고 그대로 사용한다면 잔여 에너지는 버려지고 생산이 어려운 시기에는 전력 한정으로 인한 불편함을 겪을 것이다. 이러한 신재생에너지의 간헐성을 보완하고자 ESS를 이용하는 것이다. ESS를 이용함으로써 미리 생산된 에너지를 저장해놨다가 필요한 시간대에 사용하는 것이다.

전기는 다른 에너지원과 달리 저장이 어렵기 때문에 상시 공급체계를 갖추어야 하고 이에 따라 상당한 비용과 저효율이 존재한다. 스마트그리드와 ESS가 결합하면 기존 전력망에 IT가 응용되어 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 공유하고 ESS를 통해 필요한 시기에 전기에너지를 공급하여 에너지 효율을 향상시키는 시스템 구현이 가능하다.

온실가스 감축이 큰 신재생에너지를 ESS를 통해 효율적으로 사용하고 이 체계를 스마트 그리드와 결합한다면 에너지 산업적으로 큰 이득을 볼 수 있을 것이다.

현재 상용화를 위해 삼성SDI, LG전자 등 국내 기업에서 차세대 2차 전지에 대한 연구를 활발히 진행 중이다. 차세대 이차전기 기술은 전기차, 대용량 저장장치 등에 응용돼 우리나라 온실가스 배출 저감과 산업 고도화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다