"전고체는 너무 멀다"…징검다리 '반고체 배터리'에 쏠리는 눈

(서울=뉴스1) 최동현 기자 = 전기차 화재를 계기로 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리가 재조명되고 있지만 기술 난도가 매우 높고 가격도 비싼 탓에 근시일내 대중화를 기대하긴 어렵다. 이 때문에 업계에선 그 중간 단계인 반(半)고체 배터리에 더 주목하고 있다.

27일 시장조사기관 SNE리서치에 따르면, 전고체 배터리의 시장 침투율은 2025년 0.6%로 시작해 2035년 9.6%에 이를 것으로 전망된다. 이는 낙관적 전망치로, 보수적 관점으로 보면 침투율은 6.8%로 낮아졌다. 해를 거듭할수록 꾸준히 늘어나지만, 상용화 10년 차에도 대중화를 기대하긴 어렵다는 평가다.

전고체 배터리는 배터리 양극과 음극 사이의 전해질을 액체가 아닌 고체로 대체한 차세대 배터리다. 기존 액체 전해질 배터리는 고열에 폭발할 위험이 있고, 외부 충격에 누액이 발생할 수 있다. 반면 고체 전해질은 불연성을 갖춰 화재 위험이 낮고, 에너지밀도는 훨씬 높아 '배터리 끝판왕'이라고도 한다.

배터리의 치명적 단점을 극복하는 기술인 만큼, 업계 경쟁도 치열하다. 전고체 선두인 삼성SDI(006400)는 2027년 전고체 배터리를 양산한다는 목표 아래 지난해부터 샘플을 고객사에 공급 중이다. LG에너지솔루션(373220)은 속도보다는 품질을 강조하며 2030년 개발을 내세웠다.

SK온은 고분자-산화물 복합계와 황화물계 두 종류의 전고체 배터리를 개발 중이다. 고분자-산화물 복합계 전고체 배터리는 2025년, 황화물계 전고체 배터리는 2026년 파일럿 시제품을 생산하고, 각각 2028년과 2029년부터 양산에 돌입한다는 로드맵을 짰다.

문제는 대중화 시점과 가격이다. 주류인 황화물계 전고체 배터리의 경우 양산돼도 기존 배터리보다 100배 가까이 비쌀 것이라고 업계는 보고 있다. 그로쓰리서치에 따르면 황화리튬의 가격은 ㎏당 1만2000달러(약 1600만 원)인 반면, 기존 리튬이온배터리의 전해질과 분리막 가격은 15달러(약 2만 원) 수준이다.

업계 관계자는 "전고체가 가장 이상적인 배터리인 건 분명하지만, 높은 가격 때문에 대중화는 아직 어렵다는 게 중론"이라며 "전고체 배터리를 탑재한 차는 억(億) 소리 난다는 말이 나올 정도"라고 했다. 액체보다 낮은 이온 전도도와 높은 계면 저항도 아직 풀어야 할 기술 난제다.

반고체 배터리가 급부상한 것도 이런 고민 때문이다. 반고체 배터리는 액체(리튬이온배터리)와 고체(전고체 배터리)의 중간 형태인 '젤(gel) 전해질'을 넣은 배터리다. 리튬이온배터리보다 화재 위험성은 크게 낮추면서 성능은 높일 수 있고, 가격도 전고체보다 훨씬 합리적일 것으로 예상된다.

국내 업계는 세계 최대 전기차 배터리사인 CATL 등 중국보다 후발주자로 평가받지만, 이미 전고체 기술을 개발해 왔던 만큼 상용화 시점을 앞당길 수 있을 것으로 보고 있다. LG에너지솔루션 반고체전지팀 소속 김동규 연구원은 지난해 9월 사내 인터뷰에서 "반고체 전지는 2026~2027년 상업화를 계획하고 있다"고 언급한 바 있다.

LG에너지솔루션은 구체적인 제품 포트폴리오를 언급하기도 했다. 정근창 LG에너지솔루션 부사장은 지난달 'SNE 배터리데이 2024'에서 "고성능 세그먼트에선 황화물계 전고체 전지로 취약한 부분을 보강하고, 스탠더드나 하위 세그먼트에선 바이폴라 반고체 배터리로 가격 경쟁력을 강화해 나갈 것"이라고 말했다.

LG경영연구원의 홍두선 연구원은 지난 5일 보고서를 통해 "현시점에서 전고체 배터리가 안전성과 성능 개선 효과에서 우위를 갖지만, 개발 난이도와 경제성 측면에서는 반고체 배터리가 유리하다"며 "국내 배터리 기업이 전기차 대중화 흐름을 주도하고 기술 리더십을 확보하기 위해서는 반고체 배터리 등 혁신 기술의 상용화 가속에 더욱 민감하게 대응해야 할 것"이라고 조언했다.

dongchoi89@news1.kr