'K-배터리' 3사, 전고체 배터리 2026년 양산 공언

전고체 배터리 안전·부피·용량 월등…업계 재편 배터리 부상

'꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 개발에 가속이 붙었다. 삼성SDI는 국내 최초로 파일럿 라인을 착공하며 전고체 배터리 개발의 신호탄을 쐈다. LG에너지솔루션과 SK온 역시 전고체 배터리 개발을 위해 대학·기업과 손을 맞잡으면서 전고체 배터리 개발전이 뜨겁다.

전고체 배터리는 전해질이 액체가 아닌 고체로 된 이차전지다. 크게 고분자계, 황화물계 두 가지의 종류가 있다. 고체 전해질은 액체 전해질보다 에너지 밀도가 높아 배터리 용량에서도 유리하다.

액체 전해질은 화재 위험이 높지만 고체 전해질은 화재 위험이 극히 낮아 안정성도 확보할 수 있다. '꿈의 배터리'로 불리는 이유다. 업계에서는 전고체 배터리 시장이 점차 확대될 것으로 내다보고 있다. 시장 조사 기관 SNE리서치에 따르면 전고체 배터리 시장은 2021년 2기가와트시(GWh)에서 2025년 16GWh, 2030년 135GWh로 폭발적으로 성장할 것으로 관측된다.

17일 오후 서울 강남구 코엑스에서 열린 2022 인터배터리 전시회에 마련된 삼성SDI 부스에서 관람객들이 배터리를 기술을 살펴보고 있다. (사진=뉴스1)

삼성SDI는 전고체 배터리의 ‘파일럿 라인(시범생산라인)’을 지난 14일 착공하고, 전고체 배터리 개발전을 주도하고 있다. 파일럿 라인은 전고체 배터리 공법과 공정을 연구하는 시설이다. 배터리 3사 가운데 전고체 파일럿 라인을 착공한 회사는 삼성SDI가 처음이다.

기술적 난제는 남아있다. 상온과 저온에서 충전 속도를 높이는 기술을 확보하는 것이다. 다만 라인을 착공했다는 건 어느정도 기술력이 올라왔다는 방증이다.

삼성SDI가 목표한 전고체 배터리 양산 시점은 2027년이다. 지난 17일 열린 인터배터리2022 현장에서 최윤호 삼성SDI 사장은 "조금이라도 더 빨리 기술 완성도를 높이기 위해 노력하고 있다"고 밝혔다.

전기차 고체 전해질 사진 (사진=SK이노베이션)

LG에너지솔루션은 고분자계, 황화물계 전고체 배터리 두 종류 모두를 개발 중이다. LG에너지솔루션은 지난해 미국 샌디에이고 대학교(UCSD)와 공동 연구로 기존 60도 이상에서만 충전이 가능하던 기술적 한계를 넘어 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발한 바 있다.

이를 통해 LG에너지솔루션은 오는 2026년 고분자계 전고체, 4년 뒤인 2030년에는 황화물계 전고체 배터리를 내놓겠다는 구상이다. 

SK온의 모회사 SK이노베이션은 지난해 10월 전고체 배터리 기술 기업 미국 솔리드파워에 3천만달러(약365억)를 투자해 전고체 배터리 개발에 힘을 합치기로 했다. 지동섭 SK온 사장은 인터배터리2022에서 “삼성SDI가 (전고체 배터리 시장 진입 준비를) 조금 빨리했다”며 “SK온도 (시장에 진입할) 준비를 하고 있다”며 전고체 배터리 개발전에 참여하겠다는 의사를 분명히 전했다.