K-배터리가 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 개발에 속도를 내고 있다. 차세대 배터리 라인업을 최대한 빨리 확보해 글로벌 시장 변화에 유연하게 대응하기 위한 취지다.
SK온은 대전광역시 유성구 미래기술원 내에 약 4628㎡(약 1400평) 규모의 전고체 배터리 파일럿(시제품) 플랜트를 준공했다고 16일 밝혔다. 전고체는 전해질을 액체에서 고체로 대체한 배터리다. 에너지 밀도와 안전성을 기존 리튬이온배터리 대비 획기적으로 높일 수 있는 콘셉트로 각광받고 있다.
SK온은 전고체 배터리 개발을 고분자·산화물 복합계과 황화물계 투트랙으로 추진하고 있다. 특히 이번 파일럿 플랜트 가동을 계기로 황화물계 전고체 배터리 양산 시점을 기존 2030년에서 2029년으로 앞당겼다. 고분자·산화물 복합계의 경우 2028년 선보인다는 계획이다. 우선 에너지 밀도 800Wh/L 전고체 배터리 상용화를 목표로 개발을 진행하고 있다. 장기적으로는 1000Wh/L까지 달성하겠다는 방침이다. 지난 5월에는 한양대학교 연구팀과 황화물계 전고체 배터리 수명을 3배로 늘리는 기술을 개발하기도 했다.
국내 배터리 기업 중 전고체 부문에서 가장 선두에 선 기업은 삼성SDI다. 삼성SDI는 2027년 황화물계 전고체 배터리 양산을 목표로 기술 개발을 진행 중이다. 복수의 완성차 기업에 샘플을 제공하고 있는 단계다. 지난 3월 실시한 유상증자를 통해 확보한 자금 중 3541억원을 전고체 배터리 라인 구축에 투입키로 했다. LG에너지솔루션 역시 오창공장에 전고체 배터리 파일럿 건설을 추진하고 있다. 2030년 황화물계 양산에 들어간다는 목표다.
전기차 캐즘(일시적 수요 둔화)를 지나는 와중에도 차세대 배터리 개발에 열을 올리는 모양새다. 캐즘 이후 펼쳐질 사이클에 대비하기 위해선 다양한 포트폴리오가 필수적인데, 이때 차세대 배터리 라인업이 비어있다면 경쟁에서 밀릴 수 있다는 판단이 작용하고 있다. 이석희 SK온 사장은 이번 파일럿 플랜트 구축을 두고 "전고체 배터리를 누구보다 앞서 상용화해 전동화 시대를 앞당길 것"이라고 설명했다.
중국이 차세대 배터리 개발에 앞장서고 있는 시점이기도 하다. CATL, BYD 등 중국 기업들은 '2027년쯤 시험생산, 2030년쯤 대량양산'의 타임라인을 마련한 것으로 전해지고 있다. 중국의 경우 정부가 주요 기업들에 전고체 기술개발을 위해 1조원이 넘는 자금을 지원했다. 국가적 프로젝트로 차세대 배터리 육성을 밀고 있는 분위기다. 규모의 경제를 앞세운 중국 기업들에 K-배터리가 얼마나 기술적 우위를 가져가느냐가 향후 관건이다.
이외에 차세대 배터리로 반고체, 나트륨, 리튬메탈, 실리콘 음극 등이 거론되고 있다. 안전성, 출력, 에너지 저장, 충전 속도 등 모든 면에서 혁신적인 기술을 대입해 기존 리튬이온배터리의 한계를 극복하는 방식이다. LG에너지솔루션은 최근 KAIST와 '12분 급속 충전에 800㎞ 주행'이 가능한 리튬메탈 배터리 기술을 개발했다. SK온도 전고체 파일럿 플랜트 일부 라인에서 리튬메탈 배터리 개발을 이어간다는 방침이다.
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배터리 업계 관계자는 "전고체와 같은 차세대 배터리 사업의 경우 결국 대규모 양산 능력을 먼저 구축하는 게 중요하다"며 "뛰어난 성능에 경제성까지 담보돼야 시장에서 살아남을 수 있다"고 말했다.
