"연 30% 초고속 성장"… 전고체 배터리 소재, 2036년 222억 달러 돌파

기존 액체 전해질 배터리의 화재 위험과 에너지 밀도 한계를 뛰어넘는 '전고체 배터리'의 상용화가 임박하면서, 전고체용 핵심 소재 시장이 향후 10년간 폭발적인 팽창 국면에 진입할 것이라는 전망이 나왔다.

전고체 배터리의 핵심인 황화물·산화물·고분자계 고체 전해질과 특수 바인더, 무음극(Anodeless) 및 고용량 양극재 수요가 본격화되며 연평균 30%를 웃도는 가파른 성장세를 기록할 것으로 관측된다.

미국 테크 뉴스 매체 뉴스 트레일(newstrail.com)이 10월 9일(현지시각) 인용한 글로벌 시장조사기관 팩트MR(Fact.MR)의 산업 분석 보고서에 따르면, 글로벌 전고체 배터리 소재 시장 규모는 2026년 15억 6,000만 달러(약 2조 1,000억 원)에서 연평균 30.4%의 복합 성장률(CAGR)을 기록해 오는 2036년 222억 5,000만 달러(약 30조 원)에 도달할 것으로 추산됐다. 10년 만에 시장 규모가 14배 이상 급성장하는 셈이다.


전고체 배터리 소재 시장이 초고속 성장을 구가하는 배경에는 글로벌 완성차 제조사(OEM)들의 하이엔드 전기차 차별화 전략과 강화된 배터리 안전 규제가 자리 잡고 있다.
액체 전해질을 고체 전해질로 대체할 경우 분리막이 필요 없고 열폭주 현상을 원천 방지할 수 있어 배터리 팩 공간 효율과 에너지 밀도를 획기적으로 끌어올릴 수 있다.

소재별로는 상온 이온 전도도가 뛰어난 황화물계 고체 전해질이 고성능 전기차 플랫폼 채택에 힘입어 가장 빠른 성장세를 보일 것으로 분석됐다.

아울러 충전 속도와 수명을 좌우하는 고체 전해질과 전극 간 계면 제어 기술, 리튬 메탈 및 실리콘-탄소 복합 음극재 등 차세대 전극 소재의 수요도 동반 급증하고 있다.


보고서는 전고체 배터리 소재 시장의 경쟁 구도를 이끌 핵심 플레이어로 한국의 삼성SDI와 LG에너지솔루션을 비롯해 미국, 일본의 대표 배터리·소재·완성차 기업 9개 사를 지목했다.
미국 진영에서는 폭스바겐의 전폭적인 지원을 받는 퀀텀스케이프(QuantumScape)와 BMW·포드와 제휴한 솔리드파워(Solid Power)가 황화물계 고체 전해질 및 리튬 메탈 음극 기술을 앞세워 파일럿 상용화에 속도를 내고 있다.

일본 진영은 글로벌 전고체 특허 1위인 토요타자동차를 필두로 배터리 셀 제조사 파나소닉 홀딩스, 고체 전해질·세라믹 강자인 무라타제작소, 히타치조센(Hitachi Zosen)이 견고한 밸류체인을 형성하고 있다.

여기에 영국 전고체 스타트업 일리카(Ilika)도 유럽 시장을 중심으로 소형 셀 및 대형 전기차용 파우치 셀 개발에 가세했다.

국내 기업들의 대응도 발 빠르다.

삼성SDI는 에코프로비엠, 포스코퓨처엠 등과 손잡고 2027년 황화물계 전고체 배터리 조기 양산에 총력을 기울이고 있으며, LG에너지솔루션은 건식 전극 공정과 2029년 흑연계·2030년 무음극 전고체 기술을 단계적으로 상용화해 가격 경쟁력을 확보한다는 투트랙 전략으로 맞서고 있다.

연구실 수준의 기술 검증을 넘어 기가팩토리급 양산 체제로 전환되는 과정에서, 고품질 고체 전해질 및 핵심 활물질 공급망을 조기에 선점하려는 한·미·일 배터리 연합군의 소재 확보전이 격화되고 있다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com