[비즈니스포스트] 국내 배터리 3사가 중국에 빼앗긴 세계 전기차 배터리 시장 주도권을 되찾기 위해 '와신상담'하고 있다. 국내 배터리 3사는 앞으로 전기차 배터리 시장에서 전고체 배터리가 판도를 가를 것으로 보고, 전고체 배터리 상용화에 속도를 올리고 있다. 

세계 전기차 시장에 일시적 수요정체(캐즘)에 따라 삼원계 배터리에 주력한 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI 등의 국내 배터리3사의 세계 시장 점유율은 최근 16%대로 떨어졌다. 이에 비해 저렴한 리튬인산철(LFP) 배터리를 앞세운 중국 업계의 점유율은 70%에 육박했다.
 

17일 배터리 업계 취재를 종합하면 배터리 시장에서 국내 기업들의 입지가 계속 위축되고 있다.

전기차·배터리 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 2021년까지만 해도 국내 배터리 3사는 전 세계 전기차 배터리 시장에서 30.2%를 점유하고 있었으나, 이 수치는 점점 떨어져 올해 상반기 점유율은 16.4%로 하락했다.

같은 기간 중국 배터리 기업들의 점유율은 48.2%에서 68.9%로 크게 상승했다.

배터리 시장의 대세로 떠오른 리튬·인산·철(LFP) 배터리에 빠르게 대응하지 못한 것이 한국 배터리 업계의 위축 가속화했다. 또 에너지저장장치(ESS)용 배터리 시장도 90% 이상을 중국에 내주고 말았다. 

삼성SDI, SK온, LG에너지솔루션 등 국내 배터리 3사도 국내와 미국 공장에서 최근 LFP 배터리 양산을 시작했다. 하지만 전기차 시장을 선점한 중국 기업에 밀려 현재는 ESS용 배터리 생산에만 집중하고 있다.

국내 배터리 3사는 기술적 우위를 앞세워 전고체 배터리로 향후 3~4년 내 시장 판도를 바꾸겠다는 계획이다. 

전고체 배터리는 전해질에 액체가 아닌 고체를 사용하는 제품이다. 리튬이온 배터리의 가장 큰 약점인 발화 문제를 해결할 수 있다. 기술적 난이도가 높고, 생산단가가 높지만 시장 선점에 성공한다면 단단한 입지를 구축할 수 있을 것으로 전망된다.

전고체 배터리는 프리미엄 전기차뿐만 아니라 휴머노이드, 도심항공교통(UAM) 등 활용처가 다양해 전체 배터리 시장에서 차지하는 비중이 빠르게 확대될 것이라는 전망이 나온다.

배터리 3사 가운데 삼성SDI가 전고체 배터리를 가장 먼저 상용화할 것으로 예상된다. 

삼성SDI는 2027년 전고체 배터리 양산을 목표로,기술 개발과 시범 생산을 진행하고 있다. 회사는 이미 일부 수요처에 시제품을 공급해 성능 및 품질 검증 작업을 진행하고 있다.

삼성SDI는 2023년 7월 수원 영통 연구소에 파일럿 플랜트를 준공하고, 시제품을 생산하고 있다. 황화물계 전해질과 리튬금속 무음극 방식을 결합한 전고체 배터리를 개발하고 있으며, 국내 기업 위주로 소재 공급망 구축도 병행하고 있다.
 

SK온은 당초 2030년 전고체 배터리를 양산한다는 계획을 2029년으로 1년 앞당기기로 했다.  

회사는 지난 15일 대전 유성구 미래기술원에 전고체 배터리 파일럿 플랜트를 준공했다.

SK온은 2026년부터 미국 솔리드파워와 황화물계 전고체 배터리 생산 협력을 이어오고 있다. 우선 리터당 800와트시(Wh) 전고체 배터리를 개발하고, 1천Wh 까지 에너지밀도를 높여가겠다는 계획을 세운 상황이다.

LG에너지솔루션도 전고체 배터리 관련 기술 개발에 속도를 내고 있다. 회사는 충북 오창 1공장에 전고체 배터리 파일럿 플랜트를 건설하고 있으며, 본격 양산은 2030년에 시작할 것으로 예상된다. 

LG에너지솔루션 관계자는 비즈니스포스트와 통화에서 “전고체 배터리와 관련해 여러 면에서 신중히 검토하며 개발 작업을 진행하고 있다”고 말했다.

현재 전고체 배터리는 기술적 어려움을 해결하더라도 생산 단가를 낮춰야 한다는 과제가 남아있다. 현 시점에서는 전고체 배터리의 셀당 가격이 기존 리튬이온 배터리보다 수십 배 이상 높을 것으로 예상되기 때문이다. 지금의 기술력으로는 고체 전해질을 만드는 공정에서 상당한 압력이 요구돼 생산성이 떨어지는 것도 해결해야 할 과제다.

한편 중국 배터리 업계도 전고체 배터리 개발에 나서고 있지만, 가격 경쟁력을 갖추기 위해선 상당한 시간이 더 필요할 것으로 보고 있다. 중국 업계는 전고체 배터리로 가기 전에 시장 지배력 유지를 위해 반고체 배터리와 준고체 배터리 등 ‘하이브리드 고체 배터리’ 개발과 양산에 주력하고 있다.

권준수 키움증권 연구원은 “중국은 상용화에 상대적으로 용이한 반고체·준고체 배터리를 거쳐 전고체 배터리로 진출하려는 모습을 보이고 있다”며 “한국, 일본 등 글로벌 기업의 전고체 배터리 연구개발과 기술혁신이 활발히 진행됨에 따라 중국 정부도 전고체 배터리 개발 지원을 강화할 것”이라고 말했다. 최재원 기자