내년 ‘꿈의 배터리’ 달린다… 상용화 경쟁 속도전

BYD 전고체 배터리차 내년 첫선

더 멀리 달리고 화재 위험 낮아
CATL·지리 등 내년 적용 목표
삼성SDI·토요타 등 주도권 맞불
벤츠·BMW 실제 도로서 테스트

중국 BYD가 내년 전고체 배터리를 적용한 첫 차량 공개를 예고하면서 ‘꿈의 배터리’를 둘러싼 상용화 경쟁이 한층 치열해지고 있다. 전고체 배터리는 전기차를 넘어 로봇, 드론, 에너지저장장치(ESS) 등 미래 산업의 성능을 획기적으로 끌어올릴 핵심 기술이다. 삼성SDI는 내년 하반기 양산을 목표로 하고 있으며, 메르세데스-벤츠와 BMW는 이미 전고체 배터리를 탑재한 시험차를 실제 도로에서 시험했다. 글로벌 기업들이 시험 생산, 양산 준비에 속도를 내면서 2027년은 아직 절대 강자가 없는 시장에서 주도권 경쟁의 분기점이 될 전망이다.

17일 자동차 전문매체 카와우 스페인판에 따르면 스텔라 리 BYD 수석부사장은 최근 인터뷰에서 내년에 전고체 기술을 적용한 첫 모델을 선보이겠다고 밝혔다. 전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 액체 전해질을 고체로 바꿔 화재 위험을 낮추고 주행거리를 늘릴 수 있는 차세대 배터리다. 중국 CATL은 내년 소규모 시험(파일럿) 생산을, 지리자동차와 체리자동차는 내년에 실차 적용·검증이 목표다. 상하이자동차(SAIC)도 내년 전고체 배터리 양산을 추진한다.

지식재산처가 2004~2023년 세계 5대 특허청(IP5) 출원을 분석한 결과 전고체전지 특허는 일본이 9881건으로 가장 많았고 중국(6749건), 한국(5770건), 미국(4417건), 유럽(2173건) 순이었다. 다만 양산에는 특허 경쟁력뿐 아니라 생산기술과 수율, 원가·품질 경쟁력도 필수적이다.

중국 업체들의 공세가 거세지만 아직 한중 간 우열이 정해진 건 아니다. 황경인 산업연구원 전략산업분석실장은 “상용화하려면 원천기술 보유뿐 아니라 생산기술 등을 종합적으로 봐야 해, 중국이 전고체에서 가장 앞서 있다고 보기는 어렵다”고 말했다. 다만 그는 “중국은 글로벌 점유율에서 우리를 앞서고 있어 배터리 산업의 후발주자라고 할 수는 없다”고 했다.



삼성SDI는 수원연구소의 시험생산라인에서 전고체 배터리 샘플을 고객사에 공급하며 내년 하반기 양산을 목표로 개발에 박차를 가하고 있다. 휴머노이드 로봇 등 피지컬 AI용 파우치형과 전기차용 각형 제품을 함께 개발 중이다. LG에너지솔루션은 전기차용 전고체 배터리를 2029년, 휴머노이드·도심항공교통(UAM)용을 2030년 상용화할 계획이다. SK온은 황 성분의 고체전해질을 쓰는 황화물계 전고체 배터리를 2029년 상용화한다는 목표를 세웠다. 현대차그룹도 전고체 등 차세대 배터리의 자체 개발과 양산성 검증을 진행하고 있다.



일본에서는 토요타가 이데미쓰코산과 황화물계 고체전해질 공급망을 구축하며 2027~2028년 전고체 전기차 상용화를 추진하고 있다. 유럽 완성차 업체들은 이미 실제 도로 시험에 들어갔다. 메르세데스 벤츠는 미국 팩토리얼의 전고체 배터리를 탑재한 EQS 시험차로 지난해 8월 1205㎞를 충전 없이 주행했다. BMW도 지난해 5월 미국 솔리드파워의 전고체 셀을 넣은 i7 시험차를 실제 도로에서 테스트했다.



SNE리서치는 글로벌 전고체 배터리 시장이 2030년 122GWh에서 2035년 493GWh로 약 4배 성장할 것으로 전망했다. 전체 배터리 시장에서 차지하는 비중도 같은 기간 1.6%에서 6.1%로 높아질 것으로 내다봤다.

배터리 업계 관계자는 “차량 한 대에 실험적으로 넣는 것과 가격을 맞춰 대규모로 상용화하는 것은 다른 문제”라며 승부는 일정한 품질과 가격으로 대량생산할 수 있느냐에서 갈릴 것으로 봤다.

하종훈 기자