'힘겨운 버티기' K배터리, '꿈의 배터리'로 로봇 시장 잡아라

LG에너지솔루션에서 운영하는 FRL에서 연구원이 전고체 배터리를 연구하고 있다. LG에너지솔루션 제공

K배터리가 전기차 캐즘(일시적 수요정체) 속 돌파구를 모색하고 있다. 새로운 동력으로 로봇 시장이 각광받고 있는 가운데 이를 선점하기 위한 전고체 배터리 경쟁에 불이 붙고 있다. 

11일부터 사흘간 서울 강남구 코엑스에서 열리는 국내 최대 규모 배터리 전시회인 ‘인터배터리 2026’은 로봇 시장 선점을 위한 전고체 배터리의 경연장이 될 전망이다. ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리는 로봇의 성능 향상을 위한 열쇠로 꼽힌다. 

로봇의 경우 에너지 밀도가 높고, 사용 시간이 긴 배터리가 필요하다. 여기에 출력 성능도 뛰어나야 한다. 이 같은 높은 안전성과 출력을 충족시킬 수 있는 게 바로 전고체 배터리다. 배터리 양극과 음극 사이의 전해질로 액체 대신 고체를 사용하는 원리인 전고체 배터리는 에너지 밀도와 안전성이 높은 게 강점이다. 

LG에너지솔루션은 ‘황’을 활용한 전고체 기술을 통해 차세대 고용량 배터리의 새로운 가능성을 제시하고 있다. 황을 배터리 양극 소재로 적용해 높은 에너지 저장 성능을 구현했다는 점에서 의미가 있다. 

LG에너지솔루션을 비롯해 UC샌디에이고 및 시카고대 프리츠커 분자공학대가 공동 운영 중인 FRL은 연구 결과를 통해 전고체 배터리의 안정적인 수명 성능 구현에 성공했다. 이번 인터배터리에서 전고체 연구를 이끈 셜리 멍 시카고대 교수가 연사로 참석해 차세대 배터리 기술의 발전 방향에 대해 발표할 예정이다. 

삼성SDI는 인공지능(AI) 시대를 이끌 피지컬 AI용 전고체 배터리 샘플을 일반인에게 최초로 공개한다. 휴머노이드 로봇 등에 들어갈 피지컬 AI용 전고체 배터리를 파우치형으로 개발하고 있는 삼성SDI는 내년 하반기 양산을 목표로 하고 있다. 전기차용으로 각형 전고체 배터리 개발에 힘써왔던 삼성SDI는 파우치형 배터리까지 폼팩터 다변화를 통해 각종 로봇과 차세대 웨어러블 등 다양한 애플리케이션에 적용한다는 계획이다.  

SK온 인터배터리 2026 전시관 내 CTP 통합 패키지 솔루션. SK온 제공

SK온은 자사 배터리가 탑재된 로봇을 선보이는 등 전고체 배터리를 중심으로 하는 차세대 배터리 기술을 소개한다. 또 전기차 등에서 에너지 효율을 크게 높일 수 있는 ‘셀투팩(CTP)’ 패키지가 처음 공개할 예정이다.

SK온은 전기차 판매 부진으로 미국 조지아주 공장의 직원 3분의 1 이상을 해고하는 등 안간힘을 쓰고 있다. 국내에서도 대규모 희망퇴직을 받고 있는 등 구조조정이 진행 중이다. 

업계 관계자는 “배터리사들이 에너지저장장치(ESS)로 한숨을 돌리고 있지만 전기차 외에 추가 성장동력을 확보해야 하는 시점이다. 로봇 시장의 전고체 배터리가 '게임체인저'가 될 수도 있을 것”이라고 말했다.