SK온, 전고체 배터리 공장 완공…2029년 상용화로 주행거리·충전시간 혁신

SK온이 전기차용 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 시범공장을 완공하고 상용화 계획을 2029년으로 1년 앞당긴다. 더쿨다운은 지난 2일(현지시각) SK온이 전고체 배터리 파일럿 플랜트를 준공했다고 보도했다.​


전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 액체 전해질을 고체로 바꾼 다음 세대 제품이다. 톱스피드는 전고체 배터리가 일반 배터리보다 더 빨리 충전되고, 더 오래 지속되며, 더 안전하다고 보도했다. 다만 저렴한 가격으로 대량 생산하는 것이 그동안 과제였다.​

SK온의 파일럿 플랜트는 약 1만 5000제곱미터 규모다. 이곳에서 황화물계 전고체 배터리를 개발할 계획이다. 황화물계 전고체 배터리는 이온 전도도가 액체 전해질과 비슷한 수준으로, 에너지 밀도가 800~1000와트시/리터에 이른다. 이는 기존 흑연 음극을 쓴 액체 전해질의 에너지 밀도인 600~700와트시/리터보다 훨씬 높다.​

SK온은 먼저 에너지 밀도 800와트시/리터인 전고체 배터리 상용화를 목표로 진행하며, 장기적으로는 1000와트시/리터까지 높일 방침이다.​
엘렉트렉의 피터 존슨 기자는 SK 기술을 포함한 전고체 배터리가 "더 긴 주행거리와 더 빠른 충전시간"을 가능하게 할 것이라고 분석했다. 업계에서 흔히 이를 '성배'로 부르는 이유다.​

전고체 배터리의 가장 큰 강점은 안전성이다. LG에너지솔루션은 고체 전해질이 불연성이므로 외부 충격에도 누수 위험이 없고, 높은 열적 안정성으로 화재 위험을 차단할 수 있다고 설명했다.​


SK온은 전고체 배터리 제조 과정에서 높은 압력과 온도가 필요한 단점을 극복하기 위해 '온간등압프레스(WIP) 프리 기술'을 국내 처음 적용했다. 이는 섭씨 25~100도의 온도에서 전극에 균일한 압력을 가해 밀도와 성능을 높이는 공정이다.​

이석희 SK온 사장은 지난해 9월 15일 "이 시범공장이 환경 변화에 쉽게 흔들리지 않는 탄탄한 기업으로 도약하는 토대가 될 것"이라며 "전고체 배터리를 누구보다 앞서 상용화해 전동화 시대를 앞당기겠다"고 말했다.​

SK온 외에도 포르쉐와 미국항공우주국(NASA)이 자체 버전을 개발 중이다. 포르쉐 관계자는 "전고체 배터리가 스포츠카용으로 장점이 있다고 생각한다"며 "에너지 밀도나 수명 측면에서도 좋을 것 같다"고 밝혔다.​

글로벌 시장조사업체 마켓제닉스 인디아는 전고체 배터리 시장이 2025년 18억 달러(약 2조 5700억 원)에서 2035년 230억 달러(약 32조 9100억 원)로 확대될 것으로 예측했다. 10년간 연평균 성장률은 29.2%에 이를 것으로 전망된다.​

증권권 안팎에서는 "미국과 유럽연합 정책 지원이 상용화 속도를 앞당길 것"이라는 분석이 나온다. 한국자동차연구원은 이르면 2027~2028년 소형 전고체 배터리 소량 생산이 시작될 수 있으며, 자동차 등에는 2030년 이후 적용될 것으로 예상했다.​

삼성SDI는 2027년 양산을 목표로 하고 있으며, LG에너지솔루션은 2030년까지 황화물계 전고체 배터리를 상용화할 계획이다. 일본 도요타는 2027년 또는 2028년에 전고체 배터리를 탑재한 첫 전기차를 판매할 계획이며, 양극재 공급업체 스미토모금속광업과 공동 개발 계약을 체결했다.​

업계 관계자는 "전고체 배터리가 전기차 설계와 소비자 기기, 장기 저장장치 분야를 완전히 바꿀 기술"이라고 말했다.​


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com