꿈의 전기차 배터리 ‘전고체’…200배 비싼 핵심소재에 발목

2030년에도 ‘리튬이온’ 점유율 95.7%
전고체 배터리 핵심 소재 200배 비싸
SNE “리튬이온, 장기간 시장주도 전망”

'꿈의 전기차 배터리'로 불렸던 전고체 배터리에 대한 부정적 전망이 이어졌다. 양산에 성공할 경우 높은 에너지 밀도와 화재 안전성을 앞세워 단박에 시장을 장악할 것으로 기대됐으나 200배나 비싼 핵심 소재의 가격이 걸림돌로 꼽혔다.

24일 시장조사전문업체 SNE리서치는 "최근 전고체 배터리에 대한 이차전지 시장의 관심이 증가하고 있으나 2030년에도 리튬이온배터리(이하 “LIB”)의 시장 점유율이 압도적일 것"이라며 "전고체 배터리는 양산화에 성공하더라도 시장 침투율이 매우 낮을 것으로 전망된다"고 밝혔다.

SNE 측은 이런 전망을 담은 리포트를 통해 "LIB 공급량은 2023년 687GWh에서 2030년 2943GWh로 4.3배 증가할 것"이라고 내다봤다.

이는 2030년 기준, 전체 배터리 시장의 95% 수준. 이와 달리 꿈의 배터리로 추앙받았던 전고체 배터리의 점유율은 4%대에 머물 것으로 전망된다.

전고체 배터리는 폭발과 발화 특성이 현저히 낮다. 이 때문에 전기차 화재 우려가 낮다는 게 장점으로 꼽힌다. 나아가 높은 에너지 밀도를 지닌 덕에 전기차에 얹으면 더 많은 주행거리를 뽑아낼 수 있는 것으로 알려졌다. 국내에서도 전고체 배터리에 관한 연구가 지속되고 있다.

정부 역시 전고체 배터리 개발을 위한 △연구개발(R&D) △세제 지원 △금융 지원 등 대규모 지원을 계획 중이다.

이런 기대와 달리 전고체 배터리는 2030년이 돼서야 전기차 실증이 이뤄질 것으로 관측된다.

이유는 기술적 장벽이다. 전고체 전지는 △기술적으로 높은 계면 저항 △전해질 두께 △입자 응집 등의 갖가지 기술적인 문제점을 가지고 있다. 양산을 위해 해결해야 할 과제가 꽤 많다는 의미다.

무엇보다 주요 소재의 가격이 현행 리튬이온 배터리의 200배를 넘는다는 게 문제다.

전고체 배터리의 주요 소재는 고가의 금속이다. 이 때문에 배터리의 원가경쟁력을 확보하기 어렵다. 현재 LIB의 전해액은 글로벌 기준 1kg당 9달러 수준이다.

반면 전고체 배터리 중 유망한 황화물계 고체 전해질의 주원료인 Li2S는 1kg에 1500~2000달러다.

주요 소재의 가격이 최대 200배 비싼 셈이다.

SNE 리서치는 "배터리 시장은 장기간 LIB 위주의 시장으로 전개될 것이고 그에 따라 2030년에 LIB 공급량은 현재 대비 4배 이상 성장할 것으로 전망된다"라며 "이에 따라 동박, 분리막과 같은 기존 LIB의 공급사슬이 장기간 주류를 차지할 것"이라고 전망했다.