[시사오늘·시사ON·시사온=권현정 기자]

국내 배터리 밸류체인이 ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리 연구개발, 생산에 속도를 내면서 전고체 배터리 상용화 시계가 빨라지고 있다는 기대가 나온다. 다만, 아직은 과제가 산적해있단 평이다. 상용화 선제 조건인 가격 경쟁력 확보 전이라서다.

19일 업계에 따르면, 최근 배터리 밸류체인 기업들은 각자 또 같이 전고체 배터리 소재 개발 및 생산에 나서고 있다.

황화물계 고체 전해질의 주요 소재인 황화리튬(Li2S)을 생산하는 이수스페셜티케미컬은 지난 5월 황화리튬 데모 플랜트 증설을 완료했다. 이수스페셜티케미컬은 앞서 지난 2022년 연산 20톤 규모 데모 생산설비를 준공해 가동한 바 있다.

공장에서 생산한 시제품은 앞서 MOU 등으로 협력에 나선 롯데에너지머티리얼즈, 에코프로비엠 등 배터리 소재 기업에 전달돼 시험이 진행중인 것으로 알려졌다.

롯데에너지머티리얼즈는 지난 2월 전북 익산공장에 착공한 황화물계 고체 전해질 생산 파일럿 라인을 이달 완공, 다음달 시가동할 예정이다. 이미 샘플은 고객사에 공급 중이다. 에코프로비엠은 지난해 이수스페셜티케미컬 생산 황화리튬 시제품을 받아 파일럿 라인에서 생산 시험중인 것으로 알려졌다.

포스코 역시 합작사 포스코JK솔리드솔루션을 통해 생산 중인 고체전해질 샘프를 국내 배터리셀 제조사를 통해 시험 중이다. 포스코홀딩스는 지난 7월 ‘밸류데이’에서 황화물계 고체전해질 인증 절차를 국내 배터리셀 제조사를 통해 받고 있다고 밝혔다.

때문에 시장에선 국내 전고체 배터리 상용화가 계획대로 이뤄질 수 있을 거란 기대가 나온다. 배터리 3사의 계획을 보면, 삼성SDI는 오는 2027년, LG에너지솔루션은 오는 2030년, SK온은 2029년 이전에 상용화 제품을 생산한단 목표다.

다만, 아직은 넘어야 할 산이 더 있단 게 업계 중론이다. 배터리 생산 기술이 확보되더라도 가격 경쟁력 확보가 아직이라서다.

특히 황화리튬 가격 현실화가 관건이다. 수산화리튬(액체 전해질 리튬이온 배터리 원료)의 주요 소재인 산소, 황화리튬의 주요 소재인 황은 모두 확보하기 쉬운 소재지만 공정 비용 면에서 차이가 크게 벌어진다.

황화리튬을 생산할 때는 유해물질인 황화수소가 발생하는 만큼, 이를 제거하는 공정이 추가로 필요하다. 아직 생산량도 수산화리튬 대비 적다. 현재 황화리튬 가격은 1kg당 1만2000달러(약 1700만 원) 수준으로, 업계는 이를 1kg당 50달러(약 7만 원) 수준으로 낮춰야 상용화가 가능할 것으로 보고있다.

배터리 생산 공정에서도 추가적인 공정이 발생한다. 황화물계 고체전해질을 생산할 때는 이슬점이 -50도 이하인 드라이룸이 필요하다. 기존 리튬이온배터리는 이슬점이 -35도 안팎인 드라이룸에서라면 생산이 가능했다.

일각에선 전고체 배터리 시장이 개화하면 성장세가 가파를 것으로 점쳐지는 만큼, 국내 기업의 글로벌 시장 선점을 위해 정부가 적극 나서야 한다는 목소리를 내고 있다.

시장조사업체 SNE리서치에 따르면, 글로벌 전고체 배터리 시장 규모는 2022년 2750만 달러에서 오는 2030년 400억 달러로 성장할 전망이다. 

이미 중국, 일본 등에서는 정부 차원의 전고체 배터리 연구개발 지원에 속도를 내고 있다.

중국 정부는 최근 전고체 배터리 개발에 60억 위안(약 1조1300억 원)을 투자한다고 밝혔고, 일본은 오는 2030년까지 차세대 배터리 개발에 약 2132억 엔(약 1조9000억 원)을 투자한다.

우리나라 역시 오는 2028년까지 전고체 배터리 등 차세대 배터리 R&D에 1172억 원을 투자하는 사업을 진행 중이다. 다만, 아직 일본, 중국 등의 지원 규모 대비 미비한 부분이 있다는 목소리다.

김필수 대림대 자동차학과 교수는 “전고체 배터리가 나오더라도 고가 제품 등 적용에 그치면 전고체 배터리 상용화는 ‘그림의 떡’에 불과하게 된다. 정부가 일본 등 사례 처럼 R&D, 세액공제 등 추가적인 지원에 나설 필요가 있다”고 말했다.