“전고체 배터리 5년 내 양산 어렵다”…고개 드는 ‘꿈의 배터리’ 회의론

CATL CMO “단기간 내 상용화 가능성 낮아”
전극-고체 전해질 접촉 유지 등 기술 난제 여전
배터리 1위 CATL도 2030년에야 양산 전망

관람객들이 3월 서울 강남구 코엑스에서 개막한 국내 최대 규모의 배터리 전시회 ‘인터배터리 2026’에서 삼성SDI AI 로봇용 전고체 배터리 라인업을 둘러보고 있다. 연합뉴스

‘꿈의 배터리’로 여겨지는 전고체 배터리에 대해 회의론이 고개를 들고 있다. 배터리 산업의 게임 체인저가 될 것이라는 긍정적 전망은 여전히 많지만, 실제 연구개발 단계를 넘어 양산으로 이어지기 위해서는 최소 5년 이상의 시간이 필요하다는 분석이 잇따르고 있다.

22일 배터리 업계에 따르면 최근 니쥔 CATL 최고제조책임자(CMO)는 회사 내부 행사에서 “전고체 배터리가 단기간 내 상용화될 가능성은 매우 낮으며, 대규모 상용화가 실현되기까지 최소 5년 이상이 더 걸릴 것”이라고 말했다.

그가 전고체 배터리에 대해 부정적 견해를 내놓은 것은 전극과 고체 전해질 간 안정적인 접촉 유지 등 핵심 기술에 대한 난제가 해결되지 않았기 때문이다. 삼성SDI(006400) 등 배터리 업체가 이르면 내년부터 전고체 배터리를 양산하겠다는 계획을 내놓고 있지만, 이를 위한 기술적 장벽을 여전히 허물지 못했다는 지적이다.

니쥔 CMO는 “현재 업계 전반의 로드맵은 콘셉트 수준에 머물러 있다”며 “전고체 배터리 상용화를 가로막는 본질적인 핵심 난제에 대해 아직 확실하고 완성도 높은 해법이 나오지 않은 상태”라고 했다.

CATL은 전사적으로 전고체 배터리에 대한 속도 조절에 들어갔다. 쩡위친 CATL 회장은 최근 언론 인터뷰에서 “현재 전고체 배터리 기술 성숙도는 9단계 중 4단계 수준에 불과하며 황화물계 셀 가격은 기존 리튬이온 배터리보다 3~5배 비싸다”며 “2030년 이전에 전고체배터리 탑재 차량이 100만 대 규모에 이를 가능성은 극히 희박하다”고 지적했다.

특히 CATL은 2030년은 돼야 본격적인 양산 체제 구축이 가능하다고 보고 있다. 전 세계에서 연구개발(R&D)에 가장 많은 비용과 인력을 쏟아붓는 CATL마저도 최소 4~5년 뒤에 전고체 배터리 상용화가 가능하다고 본 것이다.

전고체 배터리에 대한 회의론이 점점 힘을 얻는 것은 상용화를 위해서는 셀 제조 기술뿐 아니라 이를 대량 생산할 수 있는 공급망 구축이 필요하기 때문이다. 전고체는 기존 리튬이온 배터리와 제조 방식과 소재가 달라 관련 장비와 소재를 포함한 소부장 생태계를 구축하고 생산 수율을 확보해야 한다는 과제가 있다.

양산에 성공하더라도 곧바로 전기차 등 다양한 제품군에 적용할 수 있는 것도 아니다. 높은 에너지 밀도와 안전성 등 전고체의 장점을 실제 제품에 활용하기 위해서는 제품 설계와 배터리 시스템을 함께 최적화해야 하기 때문이다.

배터리 업계의 한 관계자는 “전고체는 액체 전해질을 고체로 대체해 화재 위험을 낮추는 것이 장점이지만 기존 배터리보다 많은 에너지를 한정된 공간에 저장하는 기술인 만큼 배터리 시스템 전체의 안전 설계와 열관리가 중요하다”며 “전고체라는 이유만으로 배터리와 관련된 모든 위험이 사라지는 것이 아니라 완전무결한 ‘꿈의 배터리’로 바라보는 것을 경계할 필요가 있다”고 말했다.

심기문 기자 door@sedaily.com