배터리 소재사도 ‘전고체’ 뛰어든다…생태계 구축 ‘속도전’

[이데일리 김은경 기자] ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리 상용화 시점이 다가오면서 국내 소재 업체들도 생태계 구축에 속도를 내고 있다. 셀 제조사인 삼성SDI가 2027년을 전고체 양산 목표 시점으로 밝히면서 고체전해질 등 관련 소재 공급망을 적기에 구축하는 것이 주요 과제로 떠오르는 모습이다.

10일 업계에 따르면 삼성SDI는 최근 전고체 배터리 국내 공급망 구축에 착수했으며 올해 상반기 중 구체적인 투자 규모를 결정할 방침이다. 삼성SDI(006400) 전고체 사업을 총괄하는 고주영 부사장은 지난달 25일 SNE리서치가 주최한 ‘넥스트 제너레이션 배터리 세미나(NGBS) 2024’에서 “전고체 배터리 공급망 구축 과정에서 중국 의존도를 낮추기 위해 한국 업체 위주로 공급망을 꾸리고 있다”고 언급한 바 있다.

전고체 배터리는 액체전해질을 쓰는 기존 리튬이온 배터리와 달리 고체전해질을 사용해 온도 변화에 따른 폭발과 화재 위험이 매우 낮고 에너지 밀도는 높인 제품이다. 위험성이 낮은 데다 전기차 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있어 차세대 배터리 업계를 선도할 ‘게임 체인저’로 주목받는다.

삼성SDI 전고체 배터리.(사진=김은경 기자)

전고체 배터리 상용화를 위해선 셀 제조사와 소재사 간의 공급망 구축이 필수다. 전고체 배터리는 크게 황화물계와 산화물계, 폴리머계로 나뉘는데 삼성SDI는 전도율과 안정성이 우수해 양산화에 적합하지만, 기술 난도가 높은 황화물계 전고체 배터리를 주력 상품으로 개발 중이다.

이에 국내 소재 업체들도 황화물계 고체전해질을 생산하기 위한 설비 구축에 뛰어들고 있다. 동박 업체인 롯데에너지머티리얼즈는 전북 익산2공장에 150억원을 투자해 황화물계 고체전해질 생산을 위한 파일럿 설비를 짓고 있다. 올해 6월 말까지 연산 최대 70톤(t) 규모의 파일럿 설비를 갖추고 연말까지 시험 가동과 안정화 단계를 거쳐 본격 가동에 들어갈 예정이다. 먼저 국내외 전고체 배터리 기업에 샘플을 공급하고 내년 안에 공급 계약을 체결, 2026년 양산하는 것이 목표다. 이후 연산 1200t 규모로 설비를 확장해 나갈 계획이다.

삼양사는 고체전해질 개발·제조 기업인 솔리드아이오닉스에 59억원을 투자해 전고체 사업에 간접 진출했다. 솔리드아이오닉스는 전고체 배터리 개발 회사와 상업화를 위한 최종 테스트를 앞두고 있으며 2027년까지 울산에 연산 1200t 규모의 황화물계 고체전해질 생산공장을 준공할 계획이다.

고체전해질을 구성하는 핵심 원료인 황화리튬 공급망 구축도 본격화하고 있다. 이수스페셜티케미컬은 지난달 경상북도, 구미시와 업무협약(MOU)을 맺고 구미산단 내에 황화리튬 공장을 건립하기로 했다. 내년부터 3000억원을 들여 신규 설비를 구축할 계획이다.

배터리 업계에서는 전고체 배터리 원료의 중국산 의존도를 낮추고 대량생산을 통해 기존 리튬이온 배터리 대비 높은 가격 경쟁력을 갖추는 것을 조기 상용화의 관건으로 보고 있다. 이를 위해선 공급망 자국화와 안정적인 원료 조달 체계를 갖추는 것이 핵심이다.

업계 관계자는 “삼성SDI가 전고체 배터리 시제품을 생산, 완성차 업체 샘플 테스트를 거쳐 조만간 본격적인 생산에 나설 것으로 예상되는 만큼 대규모 원료 조달이 필요해질 전망”이라며 “안정적인 소재 공급망을 구축하는 것이 2027년 상용화 목표 달성의 전제조건이 될 것으로 보인다”고 했다.