도요타, 2027년 10분 충전 1200km 주행 전고체 EV 공개 전문가 "상당히 공격적 목표...실현 여부 지켜봐야" 현대차그룹, 자체적으로 전고체 개발팀 가동 "기술 내재화로 주도권 놓치지 않겠다" 국내 배터리 3사로 전고체 배터리 상용화 속도
도요다 아키오 도요타 회장과 올초 임명된 사토 고지 사장이 렉서스의 첫 전기차 모델인 RZ를 일본에서 시범 운행하는 모습. 로이터 뉴스1
【서울·도쿄=조은효 김영권 기자 김경민 특파원】 '전기차 지각생' 도요타자동차가 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 2027년 출시하겠다고 선언했다. '10분 충전에 1200㎞'를 달리는 전고체 배터리를 통해 글로벌 전기차 시장의 판도를 단숨에 뒤집겠다는 것이다. 현대자동차도 '기술 내재화'를 목표로 자체적으로 전고체 배터리와 그 전 단계인 리튬메탈 배터리를 개발하고 있으며, 삼성SDI는 2027년 전고체 배터리 양산을 추진하고 있다. 글로벌 전기차·배터리 업계가 전고체 배터리 상용화를 앞당기기 위한 기술개발에 총력전을 벌이는 양상이다.
"도요타, 매우 공격적 목표"..판 뒤집겠다
13일 도요타는 '차의 미래를 바꾸자'라는 타이틀의 기술설명회를 통해 "10분 이하 충전으로 현재 리튬이온배터리의 2.4배인 1200㎞를 주행할 수 있는 전고체 배터리 탑재 전기차를 내놓겠다"고 밝혔다. 이와 더불어 10분 이하의 충전 시간으로 주행거리를 약 1500㎞까지 늘리는 연구도 진행중이라고 설명했다.
도요타 전고체 배터리. 도요타 홈페이지
도요타 나카지마 히로키 CTO. 도요타 홈페이지
전고체 배터리는 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체해 안전성과 성능 면에서 진일보한 차세대 배터리다. 기존 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높고 화재나 폭발 위험성이 작다는 장점이 있어 일명 '꿈의 배터리'로 불린다. 나카지마 히로키 도요타 최고기술책임자(CTO·부사장)는 "(전고체 배터리의) 좋은 재료가 발견됐다"며 "세계 시장에서 뒤지지 않게 반드시 실용화하겠다"고 강조했다.
도요타는 전고체 배터리 특허를 1000개 이상 보유하고 있다. 2020년 세계 최초로 전고체 배터리 탑재 전기차를 시험 주행하기도 했다. 그럼에도 여태껏 전고체 배터리 차량을 내놓지 못한 것은, 기술의 불완전성을 극복하지 못했기 때문이다. 당초엔 10분 충전으로 500㎞를 주행하는 전고체 배터리 전기차를 2022년까지 출시하겠다고 했던 목표도 아직 실현하지 못한 상태다. 비용도 현재 리튬이온배터리 제조가격보다 425배나 비싸다.
그러나, 도요타를 비롯한 일본차들이 기술의 한계를 뛰어넘어야 전기차 시장 판도를 단번에 바꿀 수 있다는 절박감이 깔려 있다는 관측이다.
리서치 업체인 후지게이자이는 전고체 배터리 시장 규모가 2040년에 3조8605억엔까지 증가할 것으로 전망했다.
일본 닛산은 지난해 전고체 개발 연구소와 관련 설비를 공개하며, 기술 확보에 자신감을 내비쳤다. 닛산은 오는 2028년까지 자체 개발한 전고체 배터리 탑재 전기차를 시장에 투입하겠는 계획이다. 서정대 박철완 교수는 "도요타가 발표한 대로라면 상당히 공격적인 목표가 아닐 수 없다"면서 "다만, 5년의 사업 목표라는 점에서 현실화 여부는 지켜봐야할 것"이라고 말했다.
현대차 기술 내재화 목표...전고체 개발 집중
이재용 삼성전자 회장(왼쪽)과 정의선 현대차그룹 회장이 지난 1월 16일(현지시간) 아랍에미리트(UAE) 바라카 원자력발전소에서 열린 바라카 원전 3호기 가동식에서 이야기를 나누고 있다. 연합뉴스
현대차 아이오닉6. 현대차 제공
현대자동차그룹은 현재 연구개발본부 산하에 전고체 배터리 개발팀과 그 전 단계라 할 수 있는 리튬메탈배터리 연구팀이 가동되고 있다. 자체 연구진만 120여명 정도다. 이 외에 삼성SDI와 전고체 배터리 개발 관련한 협약을 맺었으며, 2021년엔 리튬메탈 배터리 개발 업체인 미국 솔리드에너지시스템(SES)에 1억 달러를 투자했다. 현대차는 이를 통해 국내 배터리 3사의 전고체 개발 진행과 병행해, 자체적으로도 전고체 배터리 기술을 확보한다는 계획이다. 배터리 업체들의 영역을 침범하지 않는 선에서 자체적인 기술을 개발하겠다는 것이다. 현대차 관계자는 "자동차 회사로서 전고체 배터리를 만들진 않더라도, 기술을 갖고 있느냐 없느냐는 매우 중요한 문제"라며 "기술의 주도권을 놓지 않겠다는 의미"라고 말했다. 폭스바겐·테슬라·BYD, 앞서서 도요타와 닛산이 '배터리 내재화'에 나서고 있는 것과는 다소 결이 다른 부분이다. 폭스바겐은 자회사 파워코를 통해 직접 배터리셀을 생산할 계획이며, 2030년까지 유럽에 연간 240GHh 규모의 6개 배터리 공장을 짓겠다는 목표도 세웠다.
지난 4일 김진표 국회의장이 헝가리 괴드 삼성SDI 공장을 방문, 시설을 둘러보고 있다. 국회 제공.
전기차 회사들이 앞다퉈 전고체 전지 개발에 나서면서 배터리 회사들의 기술 압박도 커질 것으로 보인다. 국내 배터리 3사 가운데 전고체 배터리에서는 삼성SDI가 가장 앞선 것으로 평가받고 있다. 황화물계 전고체 배터리를 개발 중인 삼성SDI는 수원 연구소에 파일럿 라인을 착공했고 올 상반기 준공을 마치고 샘플 제작에 나선다. 2025년까지 전고체 공급망을 확보하고 배터리 3사 중 가장 이른 2027년 양산에 돌입할 계획이다. SK온의 경우 대전 배터리연구원에 차세대 배터리 파일럿 플랜트 등을 신설하고 오는 2025년까지 시제품을 개발한뒤 2028년 상용화를 추진한다. LG에너지솔루션은 오는 2026년 고분자계 전고체 배터리를 선보인다는 목표다. 이후 2027년 리튬황 배터리, 2028년 고용량 고분자계 전고체 배터리 개발에 이어 2030년 황화물계 전고체 배터리를 상용화할 예정이다.
