글로벌 배터리 패권 경쟁이 격화하면서 ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리가 더욱 주목을 받고 있다. 안전성이 높고 주행거리가 긴 이 기술이 상용화될 경우 리튬이온 배터리가 지배하는 시장을 한번에 뒤엎을 것이라는 이유에서다. 일본이 가장 앞서 있는 만큼 한국이 초격차 기술을 확보하기 위한 연구개발(R&D)을 강화해야 한다는 지적이 나온다. 다만 전문가들은 생산까지 오래 걸리는 전고체 배터리뿐만 아니라 다양한 차세대 기술에 공을 들여야 한다고 입을 모았다.
전고체 배터리는 에너지 밀도가 높고 화재와 폭발 위험이 적어 리튬이온 배터리를 대체할 수 있는 초격차 기술로 꼽힌다. 같은 부피에 더 많은 에너지를 저장할 수 있어 전기차에서 가장 중요한 주행 가능 거리를 최대 800㎞까지 늘릴 수 있다. 글로벌 시장조사 전문기관 아이디테크엑스에 따르면 전고체 배터리 시장 규모는 2031년까지 80억 달러(약 10조 4000억 원) 이상으로 성장할 것으로 전망됐다.
전고체 배터리 분야에서 일본이 가장 앞선다. 도요타는 지난해 7월 기준 1600건에 달하는 전고체 배터리 특허를 출원했다. 2021년에는 전고체 배터리가 장착된 프로토타입 전기차도 세계 최초로 공개했다. 혼다는 2024년 가동 목표로 도치기현 공장에 전고체 배터리 실증 생산라인을 구축하고 있다.
K배터리도 개발에 속도를 내고 있다. 삼성SDI(006400)는 올 상반기 전고체 배터리 시험생산 라인을 완공하고 2027년 양산에 나서겠다는 구상이다. SK온은 2029년 전고체 배터리 상용화를 목표로 하고 있다. 차세대 배터리 연구센터를 중심으로 고체 전해질과 리튬메탈 음극재를 독자 개발하고 있다. LG에너지솔루션(373220)은 2026년 고분자계 전고체 배터리, 2030년 황화물계 전고체 배터리 양산을 목표로 한다.
선양국 한양대 교수는 “전고체 배터리는 한국이 개발해야 하는 초격차 기술이지만 상용화에 오래 걸릴 것”이라며 “이 기술에만 올인해서는 안 되고 다른 차세대 리튬이온 배터리를 개발하는 데도 집중해야 한다”고 조언했다.
K배터리가 당장 집중해야 할 차세대 기술로는 4680 원통형 배터리가 꼽힌다. 기존 배터리보다 에너지 밀도는 5배, 출력은 6배 각각 높이고 주행거리를 16% 늘렸다. LG에너지솔루션이 현재 4680 배터리 생산 라인을 증설 중인 오창 2공장에서는 올해 하반기부터 본격적으로 양산이 시작될 예정이다. 테슬라도 캘리포니아주와 텍사스주에서 4680 배터리 생산량을 늘릴 계획이다. 박철완 서정대 교수는 “4680 배터리를 보면 테슬라가 먼저 양산을 시작했다”면서 “K배터리가 완성차 업체에 기술로 끌려다니는 셈”이라고 지적했다.
리튬메탈 배터리 개발 필요성도 높아지고 있다. 현재 미국 배터리 스타트업 SES가 이 기술에서 앞선다는 평가를 받는다. 제너럴모터스(GM), 현대차그룹 등 글로벌 완성차 업체들의 투자를 받으며 기술력을 입증했다.
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