'중국 약진' 전고체 배터리, 국내 3사 '기술개발' 사활

'BYD·화웨이' 상용화 속도 '당혹'…"업체·업계 간 협력 중요"

[프라임경제] 일명 '가성비'로 글로벌 시장을 뒤흔들던 중국 전기차 업체들이 이젠 전고체 배터리에까지 힘을 주면서 국내 배터리업계의 위기감이 커지고 있다. 이 때문에 국내 배터리 3사가 기술개발에 사활을 거는 모습이다.

전고체는 전동화 시장의 '게임체인저'로 불린다. 양극과 음극 사이에서 이온을 전달해 전류를 흐르게 하는 물질인 전해질을 기존의 액체가 아닌 고체로 바꾼 배터리다. 용량은 늘리면서도 △무게 △부피 △화재 위험을 획기적으로 줄여 안정성과 효율성을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.

문제는 액체 전해질보다 저항이 커 이온 전도도를 원하는 수준으로 높이기 쉽지 않아 기술 장벽이 높은 것으로 전해진다. '꿈의 배터리'라고도 불리는 이유다.

시장 전망도 밝다. SNE리서치는 전고체 배터리의 글로벌 시장 규모가 지난 2022년 2750만달러(약 376억원)에서 2030년 400억달러(약 55조원)로 급성장할 것으로 내다봤다.

최근 미국 전기차 전문매체 일렉트릭은 중국 최대 전기차 업체인 BYD(비야디)가 전기 세단 '씰(SEAL)' 모델에 전고체 배터리를 탑재해 테스트를 시작했다고 밝혔다. 

초기 테스트 결과 1회 충전 주행 가능 거리가 1875㎞에 달하는 것으로 알려졌다. 한국 완성차 기업들의 대표 전기차 모델 공식 주행 가능 거리가 500㎞ 내외인 점을 고려하면 3배가 넘는 셈이다.

삼성SDI의 전고체 배터리. = 조택영 기자

또 탑재된 전고체 배터리의 에너지 밀도는 400Wh/㎏으로, 12분 만에 80% 충전이 가능한 것으로 전해졌다. 아울러 매체는 BYD가 2027년부터 씰에 전고체 배터리를 탑재할 예정이라고 설명했다. 계획이 실현되면, 씰은 전기차로는 처음으로 전고체 배터리를 탑재한 모델이 된다. 

이에 대해 BYD는 부인하고 있으나, 이미 올해 2월 2027년부터 전고체 배터리 대량 생산 라인을 가동할 것이라 밝힌 바 있어 근거 없는 얘기는 아니라는 것이 업계의 대체적인 시각이다.

중국 IT 기업이자 최근 전기차 모델을 출시한 화웨이도 최근 황화물 기반 전고체 배터리 기술 특허를 출원했다. 이처럼 중국 전기차 업체들이 전고체 배터리 상용화에 속도를 내면서 국내 배터리업계의 긴장감이 커지는 상태다.

특히 그동안 일본이 전 세계 관련 특허의 40%가량을 보유할 정도로 기술력이 앞서있었으나, 최근 중국이 빠르게 추격하는 양상이라 국내 업계가 당혹스러움을 감추지 못하고 있다.

이 때문에 국내 배터리 3사 역시 전고체 배터리 기술개발에 힘을 쏟고 있다. 3사 중 상용화와 관련해 가장 앞선 곳은 삼성SDI(006400)다. 2023년 전고체 배터리 파일럿 라인을 구축했고, 3사 중 가장 빠른 2027년 황화물계 전고체 배터리 양산을 목표로 삼았다.

LG에너지솔루션(373220)은 올해 파일럿 라인을 구축, 2030년부터 황화물계 전고체 배터리를 양산한다는 방침이다. SK온은 기술 고도화에 초점을 맞췄다. △고분자 산화물 복합계 △황화물계 두 가지 유형의 전고체 배터리를 개발 중으로 각각 2028년, 2030년 상용화가 목표다.

업계 관계자는 "꿈의 배터리로 불릴 만큼 복잡하고 어려운 기술이라, 상용화에 가까운 곳이 시장의 패권을 쥐게 될 것으로 보인다"며 "향후 흐름이 국가대항전 형태로 될 가능성도 있어, 업체 및 업계 간 협력도 중요하다"고 말했다.