전고체 배터리 두고 한중일 각축전…K배터리, 시장 선점 총력

일본·중국서 정부 지원 적극 나서
삼성SDI, 내년 양산준비 마무리 전망

삼성SDI 전고체 배터리 샘플 모습./삼성SDI

배터리 시장의 판도를 바꿀 '게임 체인저'로 꼽히는 전고체 배터리를 둘러싼 글로벌 경쟁이 본격화하고 있다. 일본과 중국이 정부 지원을 앞세워 기술 개발과 상용화에 속도를 내는 가운데, 국내 배터리 3사도 양산 준비에 나서며 차세대 배터리 주도권 확보에 힘을 싣고 있다.

8일 외신과 업계에 따르면 일본 정부는 기존 이차전지 산업 전략을 개정해 전고체 배터리 육성에 나선다. 토요타·혼다·닛산 등 일본 완성차 업체들도 전고체 배터리 상용화를 추진하고 있다. 중국 정부 역시 전고체 배터리의 소재와 제조 방식, 안전성 개선을 목표로 정책·재정 지원 확대를 준비하고 있다.

국내에서도 정부 지원이 구체화되고 있다. 정부는 차세대 배터리 기술 선점을 위해 전고체·리튬금속·리튬황 배터리 등에 연구개발 자금 2800억원을 투입할 계획이다. 충청·영남·호남을 연결하는 배터리 삼각벨트를 구축해 셀과 핵심 소재, 원료 제조 거점을 하나의 공급망으로 묶는 방안도 추진한다. 검토 대상에는 전고체 배터리 성능 평가 인프라도 포함됐다.

국내 배터리 3사 역시 상용화 준비에 속도를 내고 있다. 삼성SDI는 3사 가운데 가장 빠른 시점인 내년 하반기 양산 준비 완료를 목표로 하고 있다. 높은 에너지 밀도와 낮은 무게가 특징인 무음극 기술을 적용한 전고체 배터리를 개발하고, 휴머노이드 로봇 시장을 상용화 무대로 공략할 전망이다.

삼성SDI는 지난해 2월 현대차·기아 로보틱스랩과 고성능 로봇 전용 배터리 공동 개발 협력을 시작했다. 삼성SDI가 고용량 소재와 배터리 설계를 담당하고, 현대차·기아가 최대 충전·방전 성능과 사용 시간, 보증 수명을 평가하는 구조다.

LG에너지솔루션은 2029년 양산을 목표로 기술력 확보에 나서고 있다. 이를 위해 건식전극 관련 특허를 450건 이상 출원했으며, 충북 오창 에너지플랜트에 전고체 파일럿 라인을 구축해 시험 생산과 공정 검증을 진행하고 있다.

SK온은 2029년 상용화를 목표로 대전 미래기술원 파일럿 라인에서 기술 검증을 진행하고 있다. 공격적인 조기 출시보다는 파일럿 검증과 기존 공정 호환성 확인, 소재·장비 공급망 구축을 우선한다는 방침이다. 미국 전고체 배터리 기업 팩토리얼에너지와 제조 협력을 추진하는 등 글로벌 기업과의 연대도 강화하고 있다.

업계 관계자는 "국내 배터리사들은 전고체 배터리의 기술 완성도를 높이는 데 그치지 않고 샘플 검증과 양산 공정 개발을 함께 진행하는 전략을 펼치고 있다"며 "아직 상용화 확대 단계인 만큼 실제 양산 성공 여부는 수율과 원가 절감 성과에 달려 있다"고 말했다.