국내 배터리 업계가 전기차 안전성을 높이기 위해 화재 위험이 낮은 전고체 배터리 개발에 집중하고 있다.

글로벌 전기차 시장이 꾸준히 성장세를 이어가고 있지만 전기차 화재 사고는 소비자들의 구매를 망설이게 하는 요인이다. 결국 미래 친환경 모빌리티 시장의 성장을 위해서는 화재 위험이 낮은 전고체로의 전환이 절대적으로 필요하다. 배터리 업계는 전고체 배터리 기술이 아직 완숙 단계에 진입하지 않은 만큼 시장 선점을 위한 기술력 확보에 속도를 높이고 있다.

18일 업계에 따르면 배터리업체들은 리튬이온 배터리보다 안전한 전고체 배터리 개발과 투자에 속도를 내고 있다. 전고체 배터리는 현재 상용화된 전기차 배터리에 쓰이는 액체 전해질 소재를 고체로 만들어 에너지 밀도와 전기차 주행거리를 늘리고 안정성도 개선할 수 있는 기술이다. 그러나 액체 전해질보다 저항이 커 이온 전도도를 원하는 수준으로 높이기 힘든 것이 기술 장벽으로 꼽힌다.

배터리업계는 전고체 배터리의 상용화를 중장기 과제로 삼고 기술을 확보하는 데 주력하고 있다.

국내 업체 중 전고체 배터리 기술개발 속도가 가장 빠르다는 평가를 받는 삼성 SDI는 지난 2022년 '전고체 배터리 파일럿 라인'을 착공했다. 이를 통해 소형 샘플셀을 제작해 성능·소재·부품·공법 테스트를 진행한 후 황화물계 전고체 배터리 상용화를 위한 셀 대형화·생산 스케일업 기술을 확보해 나갈 예정이다. 또 전고체 배터리 전담 조직 'ASB 사업화 추진팀'을 신설해 관련 인재를 대거 추가 영입했다. 삼성SDI는 2027년 전고체 배터리 상용화를 목표로 제시했다.

LG에너지솔루션은 현재 전고체 배터리의 종류인 고분자계 전고체 배터리와 황화물계 전고체 배터리, 리튬금속 배터리, 리튬황 배터리 등 4가지를 개발 중이다. 최근에는 KAIST와 리튬금속 한계로 지적됐던 음극 표면에 발생하는 덴드라이트와 액체 전해액에 의한 부식 문제를 해결하는 기술 개발에 성공한 바 있다. 회사는 2026년 고분자 전고체 배터리를 시작으로 2030년에는 리튬금속 배터리와 황화물 배터리를 상용화하는 등 차세대 배터리를 순차적으로 선보일 예정이다.

SK온은 2025년까지 대전 배터리 연구원에 4700억원을 투입해 전고체 배터리 파일럿 라인을 구축할 계획이다. 2026년에는 초기 단계의 시제품을 생산하고 2028년 상용화를 하는 것이 목표다.

글로벌 시장 경쟁도 심화되고 있다. 특히 일본은 한국 기업의 최대 경쟁자로 특허 보유량 측면에서 우위를 점하고 있다. 특히 토요타는 1000여개가 넘는 전고체 배터리 관련 특허를 가진 기업으로, 2027년~2028년 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 선보이겠다는 계획을 내놓았다.

중국도 정부 지원을 바탕으로 기술 개발에 추격하고 있어 안심할 수 없는 존재다. 최근 중국 정부는 전고체 배터리 공동연구를 위한 연합체 CASIP를 설립해 정부 기관과 학계, CATL과 BYD가 참여하도록 했다. 이들은 2030년까지 전고체 배터리 공급망을 구축한다는 목표를 두고 있다.

업계 관계자는 "출력이 높으면서도 안전하고 저렴한 배터리를 먼저 만들어내는 기술력이 승패를 결정할 것"이라고 말했다.