"전고체 배터리, 2030년 침투율 4% 불과"

차세대 배터리로 꼽히는 전고체 배터리에 대한 시장의 관심이 늘고 있지만 2030년에도 시장 침투율은 4%에 불과할 것이라는 전망이 나왔다.

SNE리서치는 24일 '리튬이온배터리(LIB) 시장에 따른 분리막 시장 변화 전망?LIB 패권 경쟁시대, 분리막의 방향은?' 리포트를 통해 "LIB 공급량은 2023년 687GWh에서 2030년 2943GWh로 4.3배 증가해 배터리 시장의 95%이상을 차지할 것"이라며 "전고체 배터리의 침투율은 약 4%대로 전망된다"고 밝혔다.

전고체 배터리는 안전하면서도 에너지 밀도가 높아 '차세대 배터리'로 꼽힌다. 기존 리튬이온 배터리에서 사용되는 액체 또는 겔(Gel) 상태의 전해질은 온도에 따라 팽창하고 외부 충격으로 전해질이 누출될 시 화재가 발생한다. 반면, 고체 상태의 전고체 배터리 전해질은 화재·폭발 가능성이 작다. 분리막 등의 부품이 덜 들어가는 만큼 무게도 가벼워진다.

국내 완성 배터리 3사를 포함해 배터리 기업들은 전고체 배터리에 대한 연구와 상용화를 진행하고 있다. 정부도 전고체 배터리 개발을 위한 연구개발(R&D), 세제 지원, 금융 지원 등 대규모 지원을 계획하고 있다. 그러나 전고체 전지는 실제로 2030년이 돼서야 전기차 실증이 이뤄질 예정이다. 정부 계획대로 잘 진행돼도 2030년에 겨우 차량 실증을 시작할 수 있다는 것이다.

전고체 배터리는 기술적으로 높은 계면 저항, 전해질 두께, 입자 응집, 보이드(void·빈 공간) 형성 등의 다양한 기술적인 문제점을 가지고 있으며 이를 해결하고 양산까지 가기에 해결해야 할 과제가 매우 높다. 또한, 주요 소재가 고가의 금속으로 배터리의 원가경쟁력을 확보하기 어렵고 그에 따라 양산 가능성이 낮다. 현재 LIB의 전해액은 글로벌 기준 ㎏당 9달러인데 반해 전고체 배터리 중 유망한 황화물계 고체 전해질의 주 원료인 '황화리튬(Li2S)'는 ㎏당 1500~2000달러 수준이다. LIB 전해액의 200배 이상인 것이다.

SNE리서치는 "배터리 시장은 장기간 LIB 위주의 시장으로 전개될 것이고 그에 따라 2030년에 LIB 공급량은 현재 대비 4배 이상 성장할 전망"이라며 "이에 따라 동박, 분리막과 같은 기존 LIB의 공급사슬이 장기간 주류를 차지할 것"이라고 전망했다.

정동훈 기자 hoon2@asiae.co.kr