전고체 배터리 상용화 속도···K-배터리, 정부와 20조 투자

세계 최초 상용화 목표로 2030년까지 투자

배터리 양극재 5년간 생산능력 4배로 확대

배터리 3사 CI 그래픽=박혜수 기자

정부와 배터리 3사(LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온)가 '꿈의 배터리'로 평가되는 전고체 배터리를 상용화 하기 위해 힘을 모은다.

20일 산업통상자원부는 '이차전지 산업경쟁력 강화 국가전략'을 통해 전고체 전지 세계 최초 상용화를 목표로 민관이 2030년까지 20조원을 투자하기로 했다고 밝혔다.

3사는 국내에 최첨단 제품 생산과 기술‧공정 혁신이 이루어지는 마더팩토리를 구축하고 전고체 전지 시제품 생산 공장도 마련할 계획이다. 차세대 원통형 배터리인 4680 전지와 코발트프리 전지 등도 국내에서 생산을 시작해 해외에서 양산하기로 했다.

정부는 또 차세대 전지 개발을 위한 대규모 연구개발(R&D)을 추진한다. 여기에는 전고체 전지(안전성 향상), 리튬메탈 전지(주행거리 향상), 리튬황 전지(무게 감소) 등 유망 이차전지가 포함될 예정이다. 이를 통해 우리 기업과 정부는 세계 최초로 차량용 전고체 전지 양산기술을 확보한다는 전략이다.

기존 배터리는 가연성 물질인 전해질이 포함돼 배터리 셀이 손상되면 전류가 과다하게 흘러 화재 위험성이 높아진다. 하지만 전고체는 고체 상태라 화재 위험성이 낮고 에너지 밀도도 높아 성능 면에서 기존 제품보다 진일보한 배터리로 평가되고 있다. 전기차의 '숙명'인 안정성과 주행거리 확보가 동시에 가능해지는 것이다.

시장조사업체 SNE리서치에 따르면 전고체 배터리는 2027년부터 양산이 시작돼 2035년 전체 배터리 시장의 10∼13%를 차지할 전망이다. 사용량은 2030년 149∼160GWh, 2035년 950∼1413GWh 규모로 성장할 것으로 전망되고 있다.

삼성SDI는 전고체 배터리 기술 개발에서 가장 앞선 것으로 평가된다. 2025년에 대형 셀 생산 기술 개발을, 2027년 양산에 들어간다는 목표를 세워두었고 현재는 수원 연구소 내 파일럿 라인을 상반기 안에 준공하고 전고체 배터리 시제품을 생산할 계획이다.

이와 함께 정부는 소부장 기업도 함께 지원하기로 했다. 소재 기업들의 국내 투자를 활성화하기 위해 최근 투자세액공제율을 대폭 상향(대기업 8→15%, 중소 16→25%)한 것 외에 광물 가공기술까지 세액공제 인정 범위를 확대하고 적용기간(2024년 일몰)도 연장하기로 했다.

또 주요 장비 기술을 '소부장 핵심 경쟁력 특별지원법'상 핵심 기술로 신규 지정해 R&D와 5000억원 규모의 정책 펀드를 집중 지원하기로 했다. 스마트팩토리 구축용 장비 개발을 위한 R&D 예타도 신규로 기획한다.

정부와 업계는 이를 통해 향후 5년 내 국내 양극재 생산 용량은 4배(38→158만톤), 장비 수출은 3배 이상(11→35억불) 증가할 것으로 내다보고 있다.

민‧관은 향후 5년간 삼원계 전지, LFP(리튬인산철) 전지, 에너지저장장치(ESS)의 기술개발에 3500억원 이상을 투자, 이차전지 전 제품군에서도 세계 최고 경쟁력을 확보하기로 했다.

이를 통해 삼원계 전지는 2030년까지 주행거리를 800km이상(현재 500km) 늘리고 LFP 전지는 2027년까지 최고의 기술 경쟁력을 확보하며 ESS는 수출 규모를 2030년까지 5배 이상으로 확대하겠다는 계산이다.