[비즈니스포스트 채널Who] 꿈의 배터리라고 불리는 전고체배터리의 시대가 오고 있다. 소비자들에게는 희소식이지만 기존 배터리 관련 기업들 사이에서는 희비가 갈릴 수 있다.

우선 습식 배터리에만 쓰이는 전해액과 분리막이 퇴장하게 된다. 전고체배터리 기술수준에 따라 배터리셀 기업들의 순위도 달라질 가능성이 높다.

기존에 선전하고 있었던 우리 배터리 관련 기업들은 긴장할 수밖에 없다. 현재 전고체배터리 기술경쟁에서 가장 앞서있는 나라가 토요타와 파나소닉을 앞세운 일본 기업들이라는 점에서 더욱 그렇다.

사실 일본은 충전가능한 배터리, 2차전지의 종가다. 리튬이온 배터리를 발명한 노벨상 수상자 아키라요시노부터 일본인이고 이를 처음 상용화한 회사도 일본 회사 소니이다. 그래서 소니와 또 다른 일본 기업 산요(현 파나소닉)가 오랫동안 글로벌 배터리 시장을 장악한 적도 있다.

그러나 일본은, 전기차 배터리에 공격적으로 투자한 한국과 중국 등 후발주자에게 시장의 헤게모니를 내줬다. 일본에서는 그 원인을 일본 전기차 기업들이 전동화에 소극적이었기 때문이라고 보고 있으며 특히 글로벌 완성차 1등 기업 토요타에 원망의 눈길을 보내기도 한다.

이러한 인식 속에 토요타와 일본 기업들, 일본 정부는 배터리 주도권을 되찾기 위해 절치부심해왔으며 `올 재팬`이라는 구호 아래 일본 기업들이 선도하는 전고체배터리 시대를 열려는 그림을 그리고 있다.

그 결과 리더 격인 토요타는 전고체 관련 특허 규모만 2022년 3월(닛케이 보도) 1331개, 2022년 7월(윕스 집계) 1601개로 선두를 유지하고 있다. 그 뒤를 파나소닉, 후지필름, 무라타공업, 혼다 등이 뒤쫒고 있으며 글로벌 10위권에 일본 기업이 6곳 포진할 정도로 일본은 배터리 굴기를 향한 결의를 숨기지 않고 있다.

특히 전고체배터리의 유력후보 가운데 하나인 황화물배터리의 핵심기술을 토요타가 보유하고 있는데 이 때문에 다른 모든 배터리 기업들이 토요타에 종속될 수 있다는 우려마저 흘러나온다.

토요타는 이미 2021년 전고체배터리를 탑재한 전기차의 시험주행 영상을 공개한 바 있으며 2022년에는 일본 배터리 기업 파나소닉과 합작회사 `프라임플래닛`을 설립하기도 했다.

토요타의 계획에 따르면 2025년 전고체 배터리 양산하고 그해 하이브리드 자동차에 전고체배터리를 적용하게 된다. 늦어도 2029년까지는 전고체배터리를 탑재한 순수전기차가 출시한다는 계획도 토요타는 가지고 있다.

다만 특허 개수가 많다고 해서 반드시 산업의 주도권을 차지한다는 법은 없다. 앞서 언급했듯 기존 습식 리튬이온 배터리 시장도 일본이 개척한 시장을 다른 나라에 내준 사례이기 때문이다.

사실 토요타는 2022년 전고체배터리를 상용화해 한국 중국과 10년 이상의 격차를 만든다는 포부를 드러낸 바 있다. 이 계획이 성공했다면 얘기가 좀 달라졌겠지만 다행인지 불행인지 개발 과정에서 계속 새로운 기술과제들이 나오면서 일정이 미뤄지고 있다.

현재 세계적으로는 2030년 양산론이 우세하다.

지금까지 한국 기업들의 움직임을 요약하면 2018년까지는 특허 개수를 두 자릿수 확보하는 수준에서 지켜보는 입장이었지만 2020년대 들면서 본격적으로 특허 확보에 나서고 있다.

전고체배터리기술과 관련해서 국내에서 일본 기업들과 견줄 수 있는 한국 배터리 기업은 LG에너지솔루션과 삼성SDI가 있다. 그 중에서도 삼성SDI가 빠르게 전고체배터리로 넘어가기 위한 노력을 펴는 것으로 보인다.

삼성SDI 연구진은 2020년 전고체배터리로 가는 길을 막고있던 기술과제를 하나 해결하기도 했다.

배터리 음극 표면에 리튬 찌꺼기가 쌓여 수명을 갉아먹는 덴드라이트 현상을 은-탄소 복합층을 넣어 방지하는 해법을 내놨다. 전고체배터리와 관련해 상당한 기술력을 쌓았을 것이라는 추측이 나오는 이유다.

2023년에는 서울 인터배터리 행사에서는 무음극 전고체배터리라는 개념을 대중에 소개하고 앞으로의 개발일정을 밝히기도 했다.

2023년 내 전고체 배터리의 소량생산 공정을 완성하고 시제품을 공개하기로 했으며 2025년에는 좀더 구체화된 프로토타입을 내놓고 2027년부터는 본격적으로 양산에 돌입한다는 계획을 세웠다.

이대로 된다면 일본보다는 조금 늦지만 다가오는 전고체배터리 주도권 경쟁에서 선두권을 지킬 수 있게 된다. 지금 글로벌 배터리 시장을 호령하고 있는 우리 배터리 기업들이 차세대 배터리 시장에서도 선전할 수 있을지 지켜봐야겠다. 조충희 기자