전고체 배터리 산업 전망과 국내 관련 기업

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 액체 전해질을 고체로 대체한 차세대 배터리입니다. '꿈의 배터리'로 불리는 이유는 명확합니다. 에너지 밀도가 높고, 충전 속도가 빠르며, 무엇보다 화재 위험성이 현저히 낮기 때문입니다.

액체 전해질 대신 고체 소재를 사용하면 폭발과 화재 위험성이 낮고, 에너지 밀도가 높아 장거리 주행이 가능해집니다. 전기차 1회 충전으로 1,000km 이상 주행할 수 있는 시대가 머지않았습니다.

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전고체 배터리 시장 전망

글로벌 시장조사기관들은 전고체 배터리 시장의 폭발적 성장을 예측하고 있습니다.

2025년 18억 달러에서 2035년 230억 달러로 확대되며, 연평균 성장률 29.2%를 기록할 것으로 전망됩니다. SNE리서치에 따르면 전고체 배터리의 글로벌 시장 규모는 2022년 2,750만 달러에서 2030년 400억 달러로 급성장할 것으로 보입니다.

더 보수적인 전망도 있지만, 대체로 2027년부터 본격적인 상용화가 시작되어 2030년에는 전 세계 배터리 시장의 10% 이상을 점유할 것이라는 데 의견이 모아지고 있습니다.

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상용화 경쟁, 누가 선두를 달리고 있나?

국내 배터리 3사의 전략

삼성SDI - 가장 빠른 양산 목표

삼성SDI는 2027년 하반기 전고체 배터리 양산을 목표로 하며, 이는 국내외 기업들 중 가장 빠른 속도입니다. 2023년 3월부터 파일럿 라인을 구축하고 시제품을 생산해왔으며, 최근 2조원 규모 유상증자 중 4,500억원을 전고체 배터리 개발에 투입하겠다고 발표했습니다.

삼성SDI는 각형 배터리에 집중하고 있으며, 에너지 밀도 900Wh/L로 현재 양산 중인 각형 배터리 대비 40% 향상된 성능을 목표로 합니다. BMW, 솔리드파워와의 3자 협력을 통해 실증 프로젝트도 진행 중입니다.

LG에너지솔루션 - 파우치형으로 2030년 양산

LG에너지솔루션은 2030년 전고체 배터리 양산을 목표로 하며, 연내 파일럿 라인을 구축할 계획입니다. 파우치형 배터리에 집중하는 것이 특징인데, 이는 가압 기술 적용에 유리하고 에너지 효율성과 시장성을 살릴 수 있다는 판단에서입니다.

최근에는 전고체 배터리의 충전 속도를 10배 높이는 기술 개발에 성공했다고 밝혔습니다.

SK온 - 2029년 상용화 목표

SK온은 고분자·산화물 복합계는 2028년, 황화물계는 2029년을 목표로 투트랙 전략을 병행하고 있습니다. 반고체 배터리를 조기 개발해 시장 점유율을 높이려는 전략도 함께 추진 중입니다.

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글로벌 경쟁자들

중국 CATL과 BYD도 적극적으로 나서고 있습니다. BYD는 2027년 황화물계 전고체 배터리 시험 생산에 돌입해 2030년을 기점으로 전기차에 대량 탑재할 계획입니다. CATL은 지난해 말 전고체 배터리 관련 인력을 1,000명 이상 늘렸으며, 황화물 기반 20Ah 용량의 샘플을 시범 생산했습니다.

중국 정부는 CATL 등 6개 기업이 참여한 전고체 개발 프로젝트에 60억 위안(약 1조 1,986억원)을 투자하며 전폭적으로 지원하고 있습니다.

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국내 배터리 소재 산업 동향

전고체 배터리 생태계에서 소재 기업들의 역할도 중요합니다.

엔플로우 - 고체 전해질 전문 기업

엔플로우는 분무 열분해법을 활용한 황화물계 고체 전해질 생산 기술을 보유하고 있습니다. 현재 월 5톤 규모의 생산 능력을 목표로 공장 신설을 준비 중이며, 2027년까지 연 매출 300억원 달성을 목표로 하고 있습니다.

2024년 시리즈 B로 LB인베스트먼트, 산업은행, 에이티넘인베스트먼트, KB인베스트먼트로부터 투자를 유치하며 성장 가능성을 인정받았습니다.

에코프로비엠 - 양극재 기술력 확보

에코프로비엠은 3년 전부터 개발해 온 황화물계 전고체 전해질이 파일럿 스케일에서 과제 성과가 잘 나고 있어, 2026년 말 정도에는 대량 양산 준비를 하고 있습니다.

포스코퓨처엠 - 양극재·음극재 동시 생산

포스코퓨처엠은 국내 유일하게 양극재와 음극재를 동시에 생산하는 기업입니다. 전고체 배터리용 소재 개발에도 투자하고 있으며, 미국 팩토리얼社와 전고체 배터리 기술개발 MOU를 체결했습니다.

롯데케미칼 그룹 - 고체전해질과 분리막

롯데 화학군 3사(롯데케미칼, 롯데에너지머티리얼즈, 롯데인프라셀)는 고체전해질과 전고체 배터리용 분리막 코팅 소재기술을 개발하고 있습니다.

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전고체 배터리가 바꿀 미래

전고체 배터리는 단순히 배터리 기술의 진화가 아닙니다. 전고체는 기존 리튬이온 배터리처럼 부분 개선형 기술이 아니라, 전기차 산업 전체의 기초 구조 자체를 새롭게 정의하는 기술입니다.

전기차 산업의 대전환

배터리 무게가 80~200kg 가벼워지면 전기차 효율이 10~15% 개선되고, 주행거리가 크게 증가합니다. 충전 시간도 대폭 단축되어 충전소 운영 방식 자체가 바뀔 수 있습니다.

새로운 응용 분야

전고체 배터리는 전기차와 로봇 등 다양한 산업 분야에서 활용도가 크며, 휴머노이드 로봇, 우주선, 도심항공교통(UAM), 선박 등 새로운 시장을 창출할 것입니다.

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극복해야 할 과제

물론 장밋빛 전망만 있는 것은 아닙니다. 전고체 배터리 제조비용은 액체 기반 리튬이온 제품보다 3~5배 높고, 필요한 시설 비용도 10~20배 더 많을 것으로 추산됩니다.

고체 전해질의 안정성 확보, 제조 원가 절감, 대량 생산 공정 개발이 주요 과제로 남아 있습니다. 습기와 산소에 민감하고 합선 위험이 있다는 점도 해결해야 할 기술적 난제입니다.

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전고체 배터리는 더 이상 먼 미래의 기술이 아닙니다. 2027년부터 양산이 시작되고, 2030년경에는 전기차 시장의 10% 이상을 차지하며 본격적인 상용화 단계에 진입할 것으로 보입니다.

국내 배터리 3사와 소재 기업들은 각자의 강점을 살려 글로벌 경쟁에서 우위를 점하기 위해 총력을 기울이고 있습니다. 중국, 일본과의 치열한 경쟁 속에서 누가 먼저 기술적 우위와 원가 경쟁력을 확보하느냐가 향후 배터리 산업의 판도를 결정할 것입니다.

전고체 배터리가 가져올 변화는 단순히 배터리 시장을 넘어 전기차, 에너지 산업, 나아가 우리 삶 전체를 바꿀 것입니다. 지금은 그 대전환의 시작점에 서 있습니다.

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