배터리 완성차 업계가 새해부터 ‘전고체 배터리’ 경쟁을 이어가고 있다. 높은 기술 장벽과 낮은 경제성이라는 어려움을 뚫고 전고체 시장에서 앞서 나가면 전기차용 배터리 시장의 판 자체를 주도할 수 있다는 기대감에서다.
전고체 배터리는 말 그대로 고체로만 만드는 배터리다. 주행거리를 비약적으로 늘리는 동시에 화재 위험성도 억제할 수 있어 ‘꿈의 배터리’로 불린다. 기존 리튬이온배터리의 4대 소재(양극·음극·분리막·전해질) 가운데 열에 취약한 액체 전해질을 고체로 대체하면 화재 가능성을 크게 낮출 수 있다. 또 고체전해질은 그 자체로 분리막 역할을 해서 별도의 분리막이 필요 없다. 따라서 배터리 부피를 줄일 수 있고, 이는 에너지밀도의 향상과 주행거리 증가로 이어진다.
3일 업계에 따르면 최윤호 삼성SDI 사장은 신년사를 통해 “최근 신설한 전고체 배터리(ASB) 사업화 추진팀을 중심으로 미래 배터리 시장의 게임체인저인 전고체 배터리의 사업화를 본격 추진해 ‘기술 리더십’을 확보해야 한다”고 말했다. 전기차 수요 정체기 속에서 ‘변화와 혁신’이 필요하다고 강조하면서 전고체 배터리 사업 추진을 그 예시로 거론한 것이다. 삼성SDI는 지난해 12월 조직개편을 통해 전고체 배터리 사업화 추진팀을 신설했다. 앞서 같은해 3월에는 업계 최초로 수원에 전고체 배터리 시제품 생산 설비를 구축했고, 하반기부터 본격 가동에 들어가 고객사에 샘플을 제공하기 시작했다.
현대차도 최근 전고체 배터리 관련 특허를 다수 확보하고 있다. 미국에서 전고체 배터리 시스템 관련 특허를 출원했고, 접이식(폴더블) 전고체 배터리 특허도 냈다. 지식재산(IP) 전문기업 윕스는 현대차의 전고체 배터리 특허 보유 규모를 세계 6위권으로 추산했다. 현대차는 2030년부터 자사 제품에 전고체 배터리를 투입하는 방안을 검토 중이다.
현재 전고체 배터리 시장에서는 일본이 가장 앞서나가고 있다. 도요타는 전 세계에서 전고체 배터리 관련 특허를 가장 많이 가진 기업이다. 도요타는 2025년부터 자사 하이브리드 모델에 전고체 배터리를 장착해 출시한다는 계획이다.
국내 기업으로는 LG에너지솔루션이 KAIST, 서울대 등과 함께 전고체 배터리 연구를 진행 중이다. SK온은 올해 완공을 목표로 대전 배터리연구원에 건설 중인 차세대 배터리 ‘파일럿 플랜트’를 활용해 전고체 배터리 개발에 속도를 붙인다는 구상이다. 삼성SDI는 2027년을 전고체 배터리 상용화 목표 시점으로 잡고 있다.
다만 높은 기술 장벽과 낮은 경제성이 최대 난관이다. SNE리서치는 2030년 전기차용 전고체 배터리 시장은 131기가와트시(GWh)로 전체의 4%에 불과할 것으로 추산했다. 배터리 업계 관계자는 “일부 업체가 전고체 배터리 양산을 시작해도 가격이 비현실적으로 높은 수준일 것”이라며 “전고체 배터리와 기존 리튬이온전지는 상당 기간 시장에 공존할 것으로 보인다”고 말했다.
황민혁 기자 okjs@kmib.co.kr
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