日 토요타-이데미츠, 전고체 배터리 ‘성배’ 향해 착공… 2027년 상용화 박차

전기차 업계의 '성배'로 불리는 전고체 배터리(All-Solid-State Battery) 상용화를 위해 일본의 자동차 거물 토요타와 일본 2위 정유회사 이데미츠 코산(Idemitsu Kosan)이 역사적인 발걸음을 내디뎠다.

두 회사가 협력해 전고체 배터리의 핵심 소재인 '고체 전해질'을 대량 생산하기 위한 대규모 파일럿 플랜트를 공식 착공하며 차세대 전기차 시장의 주도권 확보에 나섰다.

31일(현지시각) 에너지 전문 매체 일렉트렉에 따르면, 이데미츠코산은 토요타와 전략적 파트너십을 바탕으로 고체 전해질 대량 생산을 위한 최종 투자 결정을 내리고 플랜트 건설을 시작했다고 발표했다.

이번 시설은 두 차례의 소규모 실증 시설 운영을 통해 확보한 기술력을 바탕으로 설계되었으며, 2027년 말 완공을 목표로 하고 있다.

이번에 착공된 파일럿 플랜트는 일본 치바현에 있는 이데미츠 공장 부지에 건설된다. 완공 후 가동이 본격화하면 연간 수백 톤 규모의 고체 전해질 생산 능력을 갖추게 될 전망이다.

고체 전해질은 리튬이온의 이동 속도를 높여 충전 시간을 10분 이내로 단축하고, 에너지 밀도를 획기적으로 높여 1회 충전 시 주행 거리를 1,200km 이상으로 늘리는 데 핵심적인 역할을 한다.

일본 경제산업성(METI)은 이번 건설 계획을 국가 전략 사업으로 승인하고 보조금을 지원하는 등 차세대 배터리 패권 확보를 위한 민관 협력을 강화하고 있다.


토요타는 이데미츠뿐만 아니라 스미토모 메탈 마이닝(Sumitomo Metal Mining, 스미토모금속광산) 등 핵심 파트너들과 협력하여 전고체 배터리의 고질적인 문제였던 내구성 한계를 극복했다.
스미토모의 분말 합성 기술을 활용해 수백 번의 충·방전 시에도 성능 열화가 적은 ‘고내구성 양극재’를 공동 개발하는 데 성공했다.

가연성 액체 전해질을 고체로 대체함으로써 화재 위험을 근본적으로 차단하고, 고온 및 고전압 환경에서도 안정적인 작동이 가능하도록 설계했다.


토요타는 이번 전해질 생산 기지 확보를 기점으로 2027년 또는 2028년까지 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 시장에 출시한다는 계획이다.

초기에는 기술적 안정성을 위해 한정된 물량의 차량에 먼저 적용한 후, 생산 단가 절감과 공정 최적화를 거쳐 대량 생산 체제로 전환할 방침이다.

현재 메르세데스-벤츠, 현대자동차, 스텔란티스 등도 미국 팩토리얼 에너지(Factorial Energy)와 협력 중이며, 중국의 니오(Nio)와 BYD도 시험 주행에 나서고 있어 시장 선점을 위한 글로벌 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다.

일본 2위의 정유사인 이데미츠 코산이 배터리 소재 산업에 사활을 거는 것은 에너지 전환 시대의 생존 전략으로 풀이된다.

석유 정제 과정에서 발생하는 부산물을 고체 전해질의 원료인 황화리튬으로 전환하는 기술을 보유한 이데미쓰는, 이번 협력을 통해 화석 연료 기업에서 차세대 에너지 소재 기업으로의 탈바꿈을 꾀하고 있다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com