한·중·일 뛰어든 전고체 배터리 개발…불붙은 주도권 경쟁

입력 2024-04-21 13:32
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늦어도 2028년까지 양산할 계획
황화물계 택한 삼성SDI·도요타 우위 전망
정부 주도 연합체 구성·연구개발 지원도

▲삼성SDI가 공개한 전고체 배터리 양산 현황 (김민서 기자 viajeporlune@)
▲삼성SDI가 공개한 전고체 배터리 양산 현황 (김민서 기자 viajeporlune@)

꿈의 배터리로 불리는 전고체배터리 상용화를 향한 전기차·배터리 업계의 경쟁이 치열하다. 양산 시점이 속속 구체화되고 있다. 주요국에서는 정부 주도의 연합체 결성, 연구개발(R&D) 지원 등이 이어지며 국가 간 경쟁 구도로 번지는 모양새다.

21일 업계와 외신 등에 따르면 한국·중국·일본의 주요 전기차·배터리 기업들이 전고체 배터리 양산 계획을 앞다퉈 공개하고 있다.

일본 닛산자동차는 최근 요코하마 공장에서 건설 중인 전고체 배터리 파일럿(시범생산) 라인을 공개했다. 내년 3월부터 가동을 시작해 2028년부터는 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 대량 생산하겠다는 목표다.

중국 광저우자동차그룹(GAC)는 2026년을 상업화 시점으로 제시했다. 업계에서 가장 빠르다. GAC가 공개한 전고체배터리는 400Wh/kg 이상의 에너지 밀도를 갖추고 1회 충전 시 주행 가능 거리가 1000km 이상인 것으로 전해진다.

각 회사의 출시 계획과는 별도로 업계는 도요타와 삼성SDI가 전기차용 전고체배터리 개발에서 가장 앞서 있다고 본다. 두 기업은 ‘황화물계’ 전고체 배터리에 주력하고 있다.

전고체배터리는 전해질 종류에 따라 폴리머계·산화물계·황화물계로 나뉜다. 황화물계는 폴리머·산화물계 대비 이온 전도도가 높아 전기차용으로 가장 적합하다고 평가받는다.

삼성SDI는 지난달 900Wh/kg의 에너지 밀도를 자랑하는 전고체배터리 양산 로드맵을 첫 공개하고, 2027년 양산을 목표로 사업을 추진 중이다. 지난해 말 중대형전지사업부 내 ASB(전고체배터리) 사업화추진팀을 신설한 데 이어 연구소 내 개발 조직을 해당 팀으로 이동시켰다.

2027~2028년 중 양산 계획을 구체화한 도요타는 2010년 이후 1000여 건의 전고체배터리 관련 특허를 등록하며 기술적 측면에서 우위를 보이는 것으로 알려졌다.

상용화가 머지않은 가운데, 국가 차원의 지원도 확대되는 추세다.

우리나라 정부는 2028년 개발을 목표로 전고체배터리를 비롯해 리튬메탈·리튬황 배터리 등 3개의 차세대 배터리 개발을 위해 1172억 원을 지원하기로 했다.

중국은 올해 초 정부 주도로 산·학·연 협력체인 ‘중국 전고체배터리 협력 혁신 플랫폼(CASIP)’을 설립했다. 2030년까지 전고체배터리 공급망 구축을 목표로 CATL, BYD 등 주요 기업들이 대거 참여했다.

일본 정부는 3조 원이 넘는 배터리 관련 보조금을 기업들에 투자하고 있다.

배터리 업계 관계자는 “전고체배터리는 시장 초기이고, 황화물계의 경우 원료인 황화리튬 가격이 리튬이온 배터리 원료 대비 매우 높다”며 “가격 경쟁력을 확보하기 위해 정책적인 지원이 뒷받침하는 것이 절실하다”고 말했다.

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