전고체, 더 이상 '꿈의 배터리' 아니다... "문제는 수익성"

이차전지가 기후위기 해결을 위한 핵심 기술 중 하나로 대두됐다. 이 때문에 이차전지 시장을 주도하려는 기업들의 치열한 경쟁이 진행되고 있다. 특히 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리 3사는 기존의 리튬이온 배터리를 넘는 차세대 배터리 개발을 위해 상반기에만 1조원이 넘는 투자금을 쏟아부으면서 '기술 격차'를 벌리기 위해 안간힘을 쓰고 있다.

특히 배터리 업계는 리튬이온 배터리를 대체할 소재 경쟁에 나선 것은 물론 '전고체 배터리' 개발에 주력하고 있다. 전고체 배터리는 고체 상태의 전해질을 사용하기 때문에 안전하면서도 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 '꿈의 배터리'로 불린다.

배터리 3사를 비롯한 배터리 기업들은 전고체 배터리 개발을 위한 연구와 상용화를 진행 중이다. LG엔솔은 2030년 상용화를 목표로 고분자계 황화물계 전고체 배터리를 개발 중이다.

또 삼성SDI는 수원 연구소에 전고체 배터리 파일럿 라인을 설치하고 지난 6월 시제품을 생산했다. 2027년 양산을 준비 중이다. SK온 역시 2030년까지 전고체 배터리를 상용화한다는 목표를 세웠다.

그러나 전고체 배터리 사용화는 생각만큼 쉽지 않아보인다. 지난달 말 에너지 전문 시장 조사업체 SNE리서치 보고서에 따르면 '리튬이온배터리(LIB)' 공급량은 오는 2023년 687GWh에서 2030년 2943GWh로 4.3배 증가할 것으로 예상된다. 이는 전체 배터리 시장의 95% 이상을 차지하는 수치다.

반면 전고체 배터리의 침투율은 약 4%대로 예상된다. 전고체 배터리는 2027년부터 양산이 본격화되면서 2035년께 전체 배터리 시장의 10%를 차지할 것이라고 전망했다. 초격차 경쟁을 벌이고 있지만, 비중이 크지 않다.

전고체 배터리 전문가인 이승우 조지아텍 교수는 이런 트렌드를 어떻게 보고 있을까. '꿈의 배터리' 상용화는 왜 어려운 것일까. 최근 이 교수를 인터뷰했다.