2027년 전고체 첫 상용화, 휴머노이드가 연다…삼성SDI·에코프로 주목

에코프로, 2027년 고체전해질 양산 체계 구축
삼성SDI, 2027년 하반기 전고체 양산 목표
배터리 무게 중요한 휴머노이드, 고에너지밀도 전고체 주목
높은 가격 감당 가능한 고부가 로봇, 초기 수요처 부상

'인터배터리' 전시회에서 공개된 삼성SDI의 전고체 배터리 목업(모형). ⓒ삼성SDI

전고체 배터리의 초기 적용처로 휴머노이드 로봇이 부상하고 있다. 삼성SDI가 휴머노이드를 전고체 배터리의 첫 상용화 프로젝트로 유력하게 보고 있는 가운데 에코프로 역시 전고체 배터리가 로봇에 우선 적용될 가능성을 제시하면서다. 전기차보다 높은 가격을 감당할 수 있는 고부가 로봇 시장이 전고체 배터리의 초기 수요처로 주목받는 모습이다.

7일 에코프로에 따르면 회사는 최근 사내 소통 채널 '에코톡톡'을 통해 휴머노이드 로봇 배터리 시장에서 고에너지밀도를 갖춘 하이니켈 삼원계 배터리가 리튬인산철(LFP)보다 경쟁력을 가질 것으로 전망했다.

로봇은 배터리 무게가 늘어날수록 전체 하중이 커지고 관절을 움직이는 모터와 액추에이터에도 부담이 커지는 만큼 에너지밀도가 높은 배터리가 유리하다는 판단이다.

전고체 배터리에 대해서도 휴머노이드 등 로봇 시장에 먼저 적용될 가능성이 있다고 봤다. 기존 리튬이온 배터리보다 가격이 높은 만큼 초기에는 가격보다 성능을 중요하게 여기는 고부가 시장에서 수요가 형성될 수 있다는 것이다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 전고체 배터리 가격은 kWh당 400~600달러 수준으로 LFP 팩 81달러, 니켈코발트망간(NCM) 팩 128달러보다 높다.

전고체 배터리용 고체전해질 분말 ⓒ에코프로

소재 준비도 진행되고 있다. 에코프로비엠은 전고체 배터리의 핵심 소재인 황화물계 고체전해질 분야에서 독자 공정 기술을 확보하고 연산 40t 규모 파일럿 플랜트를 운영하고 있다. 파일럿 플랜트에서 생산한 제품은 주요 배터리 업체의 품질 검증을 통과했으며 유수 고객사와 시양산을 검토 중이다. 가장 빠른 양산 시점은 2027년으로 제시했다.

셀사 일정은 2027년부터 2030년까지

셀 제조사들의 전고체 상용화 일정은 2027년부터 2030년까지 차이가 난다.

삼성SDI는 가장 빠르게 2027년 하반기 양산을 목표로 하고 있다. 삼성SDI는 지난 7월 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 "전고체 배터리는 당초 계획대로 2027년 하반기 양산을 목표로 준비 중이며 첫 상용화 프로젝트는 휴머노이드 쪽이 될 가능성이 높다"고 밝혔다. 올해 하반기 중 휴머노이드용 샘플을 공급하고 이후 고객사와 제품 검증을 거쳐 양산 준비를 본격화할 계획이다.

LG에너지솔루션은 전기차용 흑연계 전고체 배터리를 2029년, 휴머노이드 등 차세대 기기를 겨냥한 무음극 방식은 2030년 상용화 목표로 제시했다.

SK온은 대전 미래기술원에 전고체 파일럿 플랜트를 구축하고 800Wh/L급 전고체 배터리를 개발하고 있으며 상용화 목표 시점을 기존 2030년에서 2029년으로 앞당겼다.

현재 주요 로봇에 실제 적용되는 배터리는 전고체가 아닌 리튬이온 배터리가 중심이다. LG에너지솔루션은 휴머노이드와 사족보행 로봇, 서빙·물류 로봇 등에 적용되는 배터리의 요구조건으로 경량화와 높은 에너지밀도, 안전성, 장수명, 고출력 등을 제시하고 원통형 배터리를 공급하고 있다. SK온은 현대위아 물류로봇과 자율이동로봇(AMR)에 하이니켈 배터리를 공급하고 있다.

배터리업체들의 로봇 시장 진입이 확대되면서 실제 수요처인 로봇업체들의 사업도 구체화되고 있다. 삼성SDI는 지난해 2월 현대자동차·기아와 '고성능 로봇 전용 배터리 공동 개발' 업무협약을 체결했다. 삼성SDI가 고용량 소재와 배터리 설계를 개발하고 현대차·기아 로보틱스랩이 로봇 적용성과 배터리 성능을 평가하는 방식이다.

LG전자도 올해 로보틱스사업센터를 신설해 사업 기회 발굴부터 공급망 구축, 제조·판매까지 로봇 사업의 밸류체인을 총괄하고 있다. 휴머노이드 로봇 'LG 클로이드'는 PoC 실증을 위해 양산 중이며 로봇 데이터 팩토리에 순차 투입해 학습 데이터를 확보하고 있다.

한편, 휴머노이드 시장 자체도 빠르게 확대될 전망이다. 골드만삭스에 따르면 세계 휴머노이드 로봇 시장은 2035년 380억달러(약 52조원) 규모로 성장하고 연간 출하량은 140만대를 넘어설 것으로 전망된다. 휴머노이드 보급이 확대될수록 기존 리튬이온 배터리뿐 아니라 에너지밀도와 안전성을 높인 차세대 배터리에 대한 수요도 커질 것으로 예상된다.