전고체 배터리 상용화 2030년 이전 어렵다, CATL 회장 전망

세계 최대 배터리 제조업체 CATL의 로빈 쩡 회장이 전고체 배터리의 대량 상용화가 2030년 이전에는 쉽지 않을 것이라는 전망을 내놨다. 중국 경제매체 차이징과의 인터뷰에서 쩡 회장은 전고체 배터리가 자동차 산업의 주력 기술로 자리 잡으려면 최소 100만 대 규모의 생산 체계가 필요하지만, 현재로서는 해당 수준의 양산 체제를 2030년 이전에 갖추기 어렵다고 선을 그었다.

쩡 회장이 근거로 제시한 수치는 기술성숙도(TRL)다. 그는 현재 전고체 배터리의 TRL이 총 9단계 중 4단계 수준이라고 밝혔다. 4단계는 기본 원리를 검증한 뒤 실험실에서 시제품을 만들어 성능을 테스트하는 단계로, 실제 공장에서 대량 생산 라인을 가동하는 8~9단계와는 거리가 멀다. 토요타 등 일부 완성차 업체가 2027~2028년 전고체 배터리 탑재 차량 출시를 예고하고 있지만, CATL의 진단대로라면 당분간은 생산량이 제한된 일부 플래그십 모델에만 시범 적용되는 수준에 머물 가능성이 크다.

계면 불안정성이 발목 잡아

전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 써서 에너지 밀도를 높이고 화재 위험을 줄이는 기술로 평가받는다. 하지만 고체 전해질과 전극이 만나는 계면 구조의 불안정성이 여전히 문제다. CATL에 따르면 셀 제조 과정에서 고체 소재를 결합하기 위해 약 6000기압의 고온 등방압 성형 공정을 쓰는데, 서로 다른 압축 밀도를 가진 소재들이 고압에서 미세한 구조 불일치를 일으켜 내부 저항이 늘고 열화가 빨라진다.

이 때문에 현재 전기차 시장은 여전히 액체 전해질 기반의 리튬인산철(LFP)과 삼원계(NCM·NCA) 배터리가 주도하고 있고, CATL도 전고체 개발과 함께 나트륨 이온 배터리 연구를 병행하는 투트랙 전략을 쓰고 있다.

후발 주자들은 상용화 속도전

반면 후발 주자들의 움직임은 빠르다. 중국 둥펑자동차는 산화물-폴리머 복합 구조 배터리를 2026년 하반기 양산차에 적용할 계획이다. 에너지 밀도 350Wh/kg, 1회 충전 주행거리 1000km 이상, 배터리 팩 무게 30% 감소를 목표로 내세우고 있다. 항공 분야에서는 이미 실증 사례도 나왔다. 중국 UAM 기업 이항은 에너지 밀도 480Wh/kg급 리튬 금속 전고체 배터리를 적용한 무인 비행체로 해협 횡단 비행 시험을 마쳤다.

그럼에도 쩡 회장은 황화물계 전고체 배터리 연구에만 약 100억 위안, 우리 돈 약 1조 9000억 원 규모의 투자가 필요하다며 비용 경쟁력이 확보되기 전까지는 기존 액체 전해질 기반 배터리가 시장의 중심축 역할을 계속할 것이라고 전망했다.