전고체 배터리는 오랫동안 ‘꿈의 배터리’라고 불려왔습니다. 기존 리튬이온 배터리의 약점을 극복하면서 충전 속도, 안정성, 에너지 밀도 모두에서 혁신적인 도약을 약속하기 때문이에요. 그런데 이제는 단순한 연구실 이야기가 아니라, 실제 양산을 향해 다가가고 있다는 점에서 시장의 관심이 집중되고 있습니다.
전고체 배터리가 무엇인가요?
지금까지 우리가 사용하는 리튬이온 배터리는 액체 전해질을 쓰고 있어요. 문제는 이 액체가 발열, 팽창 등으로 화재 위험을 키운다는 점이었죠. 반면 전고체 배터리는 전해질을 고체로 바꿔 안정성을 크게 높였습니다. 쉽게 말해, 배터리 내부의 불안정한 액체를 고체로 바꿔 ‘불이 붙을 가능성’을 줄이고 더 많은 에너지를 담을 수 있게 한 기술입니다.
리막이 공개한 전고체 배터리
2025년 뮌헨 IAA 모빌리티에서 리막 테크놀로지가 전고체 배터리를 선보였어요. 단순한 실험이 아니라 실제 양산을 목표로 한 ‘생산 준비 완료’ 단계라는 점이 눈길을 끌었습니다. 이 기술은 대만의 프로로지움(ProLogium)과 일본 미쓰비시 케미컬과 함께 개발했는데요, 수치만 보면 기존 배터리와 차원이 다릅니다.
| 구분 | 리튬이온 배터리 | 리막 전고체 배터리 |
|---|---|---|
| 충전 속도 | 10~80% 충전에 약 30분 | 10~80% 충전에 단 6분 30초 |
| 에너지 밀도(중량 기준) | 1,753 W/kg | 2,210 W/kg |
| 에너지 밀도(부피 기준) | – | 2,980 W/L |
| 100kWh 팩 무게 | 470kg | 384kg |
| 저온 성능 | 겨울철 주행거리 감소 | 영하 20도에서도 95% 성능 유지 |
핵심 기술 포인트
리막이 전고체 배터리에서 내세운 차별화된 기술은 크게 세 가지입니다.
- 100% 실리콘 음극: 기존 배터리는 흑연을 쓰지만, 실리콘을 쓰면 더 많은 리튬 이온을 저장할 수 있어요. 그만큼 에너지 밀도가 크게 올라갑니다.
- 니켈 90% 양극: 니켈 함량이 높을수록 전기를 많이 저장할 수 있습니다. 기존 8:1:1 수준을 뛰어넘어 90%까지 끌어올렸습니다.
- 셀-투-팩(Cell-to-Pack): 셀 → 모듈 → 팩으로 조립하던 과정을 단축해, 공간 활용을 극대화하고 무게도 줄였어요.
전기차에 주는 의미
이 배터리가 실제 양산되면 전기차는 지금과 전혀 다른 차원이 됩니다. 충전 시간이 주유보다 빠르고, 같은 공간에 더 많은 에너지를 담을 수 있어 장거리 주행이 가능해져요. 게다가 겨울철에도 성능 저하가 거의 없다는 점은 큰 장점입니다. 특히 무게를 줄여 차량의 주행 효율까지 높일 수 있으니 제조사 입장에서는 ‘1석 3조’ 효과를 기대할 수 있습니다.
함께 공개된 차세대 e-액슬
리막은 전고체 배터리 외에도 차세대 전동 액슬(e-axle) 기술을 내놨습니다. 모터, 인버터, 기어박스를 하나로 묶어 소형부터 SUV까지 대응 가능한 모듈이에요. 작은 크기에도 출력 밀도와 토크가 세계 최고 수준이라, 향후 다양한 전기차 모델에 폭넓게 적용될 수 있습니다.
삼성SDI와 전고체 배터리 경쟁
리막만 전고체 배터리를 준비하는 건 아닙니다. 삼성SDI도 2027년을 목표로 양산 로드맵을 제시했어요. 삼성SDI의 전고체 배터리 역시 불이 잘 붙지 않고, 같은 크기에서 더 많은 용량을 넣을 수 있다는 점에서 전기차뿐 아니라 에너지저장장치(ESS) 시장에서도 큰 변화를 예고합니다.
최근 삼성SDI 주가는 전기차 수요 둔화 속에서도 ESS 수요 확대와 전고체 배터리 기대감으로 반등을 모색하는 모습이에요. 특히 AI 데이터센터와 같은 대규모 전력 소비처에서 ESS 수요가 급증하면서, 배터리 업계 전체가 새로운 성장 동력을 찾고 있다는 점도 주목할 부분입니다.
넘어야 할 산들
하지만 아직 해결해야 할 과제도 많습니다. 가장 큰 문제는 생산 비용이에요. 고체 전해질과 100% 실리콘 음극은 제조 공정이 까다롭고, 대량 생산이 쉽지 않습니다. 또 고출력 충전을 받으려면 인프라도 따라줘야 하죠. 기술은 이미 눈앞에 있지만, 실제 도로 위에 합리적인 가격으로 보급되려면 시간이 필요합니다.
앞으로의 전망
리막은 2027년 상용화를 목표로 하고, 삼성SDI 역시 같은 시기를 바라보고 있습니다. 메르세데스-벤츠, 토요타 등 글로벌 제조사도 전고체 배터리 개발에 뛰어든 상황이라 출시 시점과 가격 경쟁력이 핵심이 될 거예요. 만약 전고체 배터리가 계획대로 상용화된다면, 전기차는 내연기관차보다 충전이 더 빠르고 효율적인 시대를 맞을 수 있습니다.
지금은 ‘전고체 배터리 카운트다운’이 시작된 시점이라고 보는 게 맞습니다. 기술과 비용, 인프라라는 퍼즐을 누가 먼저 맞추느냐에 따라 미래 전기차 시장의 승자가 달라질 것입니다.
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