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[글로벌 배터리 대전 (34)] 전고체 배터리, 우리는 소‧부‧장 생태계 구축하면서 전기차 넘어 다양한 용도의 상용화 지향(下)

최봉 산업경제 전문기자

입력 : 2026.04.20 00:30

ㅣ 수정 : 2026.04.20 00:30

[기사요약]

전고체 배터리 시장주도권 경쟁 심화

중국, 반고체 전략으로 상용화 가속

전고체 소‧부‧장 국내 생태계 강화 필요

21세기 4차 산업혁명 시대에 ‘산업의 쌀’인 반도체와 더불어 배터리는 가장 중요한 품목이다. 단순히 스마트 폰의 전력원을 넘어서 탄소중립을 위한 ESS(에너지저장장치)의 핵심일 뿐만 아니라 향후 UAM(Urban Air Mobility) 등 미래 모빌리티 방향을 이끌 중핵으로 부상하고 있다. 현재 글로벌 배터리 대전에서 선두는 중국의 CATL이다. 한편 기술적으로 앞서 있는 우리나라의 LG에너지솔루션, 삼성SDI 및 SK온 등의 추격을 받고 있어 글로벌 경쟁구도는 중국의 CATL, BYD 등과 우리나라 3사로 압축된다. 그러나 차세대 전고체 배터리 기술에서 앞서 있는 글로벌 3위 파나소닉 등 일본 기업도 배제할 수 없다. CATL을 필두로 국내 3사를 포함하여 세계 주요 기업들이 벌이고 있는 글로벌 배터리 대전의 양상을 살펴보고 우리 기업들의 대응 방향을 모색해 본다.

<편집자 주>

K-배터리 3사 가운데 상용화 스케줄에서 삼성SDI가 가장 앞서 있는 것으로 보이는데, 내년 상용화를 목표로 하고 있다. [출처=삼성SDI]

[뉴스투데이=곽대종 산업연구원 명예 KIET Fellow] 전고체 배터리 글로벌 시장 선점을 위해 중국은 정부 주도의 범국가적 ‘중국 전고체 배터리 협력 혁신 플랫폼(CASIP)’ 구축 등 전방위적인 지원 하에 완성차, 배터리·소재 관련 기업이 얽힌 전고체 및 반고체 생태계를 빠르게 구축 중이다.

• 전고체 배터리 글로벌 시장 선점 놓고 한‧중‧일 경쟁 치열

한편 일본은 전고체 분야 글로벌 특허 수 1위(2004~2023년 기간 중 9881건, 동기간 중국 6749건 2위, 한국 5770건 3위)에 올라 있다. 특히 파나소닉은 지난해 세계 최초로 산업용 버튼형 전고체 배터리를 발표하고 2027년까지 상업용 샘플 생산을 목표하고 있다.

파나소닉은 이러한 산업용, 고신뢰성 소형 전고체에서 마진을 확보하고 고용량 전기차용 전고체 배터리로 진출한다는 중국과는 차별화된 전략을 취하고 있다.

현재 K-배터리 3사 가운데 전고체 상용화에 가장 앞선 기업은 삼성SDI로 보인다. 2026년 3월 열린 ‘인터배터리 2026’에서 삼성SDI는 2027년 하반기 양산 목표의 전고체 배터리를 휴머노이드와 산업용 로봇 등 ‘피지컬 AI’ 분야 적용 사례와 함께 소개했다.

삼성SDI는 ‘900Wh/L, 애노드리스, 2027 양산’이라는 구체적인 로드맵을 빠르게 제시함으로써, 프리미엄 자동차 OEM(독일, 미국 및 일본 기업 등)과의 전략적 파트너십을 선점하려는 의도를 나타냈다.

삼성SDI는 상업화 타깃 시장을 처음부터 프리미엄 전기차로 잡고 있는 것이다. 다만 이는 단가가 높은 고가 세그먼트(고급 세단, SUV 및 고성능 차량)를 중심으로 적용될 가능성이 크며, 배터리셀 가격이 충분히 내려가기 전까지는 중저가 차량에는 제한적으로 쓰일 것으로 예상된다.

• K-배터리 3사, 삼성SDI를 선두로 차별화된 전략 추진 중

SK온은 대전 미래기술원 내에 파일럿 플랜트를 준공하고 2029년 상용화를 목표로 하고 있는데 SK온은 전고체 배터리 에너지 밀도 리터당 800와트시(Wh)를 목표로 하며, 장기적으로는 1000Wh/L까지 끌어올리겠다는 계획이다.

LG에너지솔루션도 2030년 양산을 목표로 마곡 R&D 캠퍼스에서 전고체 배터리 셀의 시제품을 완성하고, 충북 오창공장 파일럿 라인을 구축하고 있다.

SK온은 지난해 9월 중순 대전 유성구 미래기술원 부지 내에 전고체 배터리 파일럿 플랜트를 준공하고 2029년 상용화를 목표로 하고 있다. [출처=SK온]

그런데 비용과 상업화 예상 스케줄의 현실을 직시할 필요가 있다. 전고체 단가는 2030년에도 리튬이온 대비 충분히 낮지 않을 개연성이 크다. 반면 중국은 반고체를 통해 이미 전고체로 가는 다리를 절반쯤 건너고 있는 상황이다.

따라서 우리가 전고체 기술 그 자체에서 앞서더라도 상용화 타이밍·가격 경쟁력과 생태계 구축에서 뒤처지면 고객사 및 시장 점유율을 중국에 상당 부분 내어줄 수 있다.

마치 K-배터리 3사의 탁월한 삼원계 기술을 우회해 중국이 LFP 배터리로 전기차 및 BESS 시장을 선점한 것을 상기시키고 있다고 하겠다.

결국 우리로서는 전고체 기술 자체를 넘어서, 어떤 세그먼트(프리미엄 전기차, ESS 및 산업용 등)를 타깃으로, 어떤 가치사슬 단계(소재, 장비, 모듈 및 팩 등), 어떤 글로벌 표준 연합에서 주도권을 잡을 것인가 하는 전략적 포지셔닝이 관건이다.

전고체가 전기차의 안전 및 주행거리에서 차별화 포인트가 될 경우 삼성SDI를 비롯한 국내 3사는 중국 대비 높은 품질과 신뢰성을 무기로 글로벌 OEM에서 기술 파트너 위치를 강화하는 전략을 취해야 할 것이다.

아울러 K-배터리 3사로서는 전기차에만 의존하지 않고 로봇, 드론 및 AI 데이터센터로 수요 기반을 다변화하는 전략을 통해 단기 수익성을 지키면서 장기 기술 투자 여력을 확보할 필요가 있다.

< 주요 업체별 전고체 배터리 개발 및 전략 >

• 소‧부‧장 강점 있는 국내 협력업체와의 생태계 구축 매우 중요

또한, K-배터리 3사와 생태계 차원에서 연관된 소‧부‧장 중심 국내 생태계 전략이 무엇보다 중요하다.

K-배터리 3사 가운데 삼성SDI는 황화물계 고체 전해질 합성 기술과 전고체 파일럿 라인을 이미 가동 중이다. LG에너지솔루션은 산화물계 기반의 장수명 전고체 기술을 개발하고 있으며 세라믹 전해질 공급망을 확장하고 있다. SK온은 황화물계 전해질을 기반으로 미국 ARPA-E 프로젝트와 협력하며 고체 전해질 계면 안정화 기술 확보에 집중하고 있다.

따라서 3사와 국내 소‧부‧장 관련 협력사를 효율적으로 접목시키는 것이 무엇보다 중요하다.

소‧부‧장 관점에서 전고체 생산의 가치사슬 전단에는 고체 전해질(황화물, 산화물 및 고분자), 리튬 메탈 음극, 고니켈 양극, 고정밀 코팅 및 프레스 장비 등에서 새로운 수요가 창출될 것으로 보여 관련 국내 생태계가 강점을 가지고 있다고 할 수 있다.

따라서 국내 양극재, 분리막, 동박 및 장비 기업들은 K-배터리 3사와의 협력과는 별개로 전고체 공정에 필요한 특수 소재·장비(예: 고체 전해질 분말, 슬러리, 코팅장비, 건식 전극 공정 등)에서 중국 및 일본 OEM 시장을 노릴 필요도 있다.

지난 3월 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2026’에서 LG에너지솔루션이 전고체 배터리 샘플을 전시했다. [출처=LG에너지솔루션]

아울러 국내 배터리 3사는 전고체 분야에서 특히 중국의 CASIP 등 국가표준체계 구축에 대응하며 글로벌 상업 표준 선점을 위해 보다 적극적인 노력을 기울일 필요가 있다.

중국이 먼저 상용화를 실현하면 기술뿐 아니라 고객과 공급망까지 선점할 가능성이 커 한국이 전고체에서만큼은 추격이 아닌 선도 전략으로 시장을 선점할 필요가 있는 것이다.

이를 위해 3사가 공동으로 대응할 수 있도록 정부가 정책적 플랫폼 역할을 할 필요가 있다. 규모와 속도 면에서 중국과 경쟁하기에는 국내 3사로서도 역부족이기 때문이다.

이와 관련해서 국내에서 규제 및 실증 인프라를 정비해 전고체와 반고체 파일럿 라인을 실제로 운영해 볼 수 있는 전기차, 휴머노이드 로봇 및 ESS 실증 체계의 구축과 세제 및 규제 완화 등을 적극적으로 추진할 필요가 있다.

◀ 곽대종(Daejong Gwak) ▶

한국외국어대학교 경제학박사 / 산업연구원 명예 KIET Fellow / (전) 산업연구원 연구위원 / (전) 한국자동차산업협회 환경·기술분과 위원 / (전) 국가과학기술위원회 평가위원 / (전) 산자부 연구개발사업 평가위원 / (전) 규제개혁위원회 전문위원