"60조 '전고체 배터리' 시장 공략"… 소부장 업계 합종연횡

미래나노텍, 한양대 연구팀 손잡고
내구성 문제 해결… 상용화 벽 깨
이녹스리튬·정석케미칼 업무협약
황화리튬 등 소재 밸류체인 구축

이차전지 소재·부품·장비(소부장) 기업들 사이에서 차세대 이차전지로 꼽히는 전고체 배터리 시장 진입을 위한 전방위 협력이 활발히 이뤄지고 있다. 이를 통해 5년 뒤 60조원 규모로 형성될 관련 시장을 선점한다는 전략이다.

9일 관련 업계에 따르면 미래나노텍은 한양대 에너지공학과 송태섭 교수 연구팀과 함께 전고체 배터리 안전성과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있는 건식 공정 기반 고체전해질막 기술을 개발했다. 이번 연구 성과는 국제학술지 'e사이언스(eScience)'에 게재됐다.

전고체 배터리는 얇게 만들 경우 구조가 쉽게 무너지고 장기 충·방전 시 성능이 급격히 떨어지는 내구성 문제가 상용화에 있어 장벽으로 작용해왔다. 미래나노텍은 한양대와 함께 황화물계 고체전해질에 산화물계 소재 'LLZO'를 적용한 새로운 건식 공정 기술을 만들어 이러한 문제를 해결했다.

미래나노텍 관계자는 "이번 기반 기술 확보와 공동 특허 출원을 통해 전고체 배터리 건식 공정 소재 분야에서 선도적인 기술적 지위를 다지게 됐다"라며 "국내외 완성차 및 배터리 제조사 전고체 배터리 상용화 로드맵에 발맞춰 관련 연구개발을 진행하고 사업 기회를 창출할 것"이라고 말했다.

이녹스리튬은 최근 정석케미칼과 전고체 배터리 소재 공급망 구축을 위한 협약을 체결했다. 이번 협약을 통해 이녹스리튬은 황화리튬(Li₂S) 생산에 필요한 고순도 수산화리튬을 공급하는 한편, 정석케미칼은 이를 활용해 황화리튬을 생산할 방침이다.

황화리튬은 전고체 배터리 핵심 원료로 꼽힌다. 양사는 고순도 수산화리튬부터 황화리튬까지 이어지는 전고체 배터리 소재 밸류체인을 구축, 관련 시장 확대에 대응한다는 전략이다. 이녹스리튬 관계자는 "전고체 배터리용 리튬 소재를 차세대 성장동력으로 집중 육성하고 있다"라며 "정석케미칼과의 협력을 통해 안정적인 양산 체계를 구축할 것"이라고 말했다.

동화일렉트로라이트는 국책과제를 통해 관련 기술 확보에 나선 사례다. 동화일렉트로라이트는 최근 산업통상부가 주관하는 '건식 기반 음극 전극 소재 기술 개발' 국책과제 주관 기관으로 선정됐다. 이번 과제 수행을 위해 에이비씨에너지와 한국화학연구원, 한국세라믹기술원, 서울대 산학협력단, 연세대 산학협력단, 한국과학기술원 등과 협력할 방침이다.

동화일렉트로라이트는 참여 기관들과 함께 △건식 후막 음극용 고안정성 전해액 개발 △고접착·저저항 프라이머 코팅 공정 확보 △건식 음극 구조 최적화 및 통합 성능 검증 등을 진행할 예정이다. 동화일렉트로라이트는 저점도 용매 기반 전해액 설계와 건식 음극용 전해액 첨가제 개발, 실리콘·탄소 전해액 첨가제 등을 수행한다.

이들 기업이 전고체 배터리 분야에 진출하는 것은 휴머노이드 로봇 보급 확대 등에 힘입어 관련 시장이 빠르게 커질 것으로 때문이다. 시장조사기관 SNE리서치는 글로벌 전고체 배터리 시장이 오는 2030년 400억달러(약 60조원) 규모로 성장할 것으로 전망했다.

업계 관계자는 "전고체 배터리가 안전성 등에 있어 기존 배터리보다 강점이 있어 향후 휴머노이드 로봇 등에 활발히 적용될 것"이라며 "하지만 아직 글로벌 시장에서 강자가 없기 때문에 이차전지 업체들 사이에서 관련 시장을 선점하기 위한 노력이 이어진다"라고 말했다.

butter@fnnews.com 강경래 기자