주행거리 1,000km, 충전시간 단 9분.
삼성SDI가 개발 중인 전고체 배터리의 목표 스펙입니다. 기존 리튬이온 배터리의 한계를 근본적으로 뛰어넘는 '꿈의 배터리'가 2027년 양산을 앞두고 있습니다.
국내 배터리 3사 중 가장 빠른 일정입니다. LG에너지솔루션은 2030년, SK온은 2028~2030년을 목표로 잡고 있습니다.
지금부터 전고체 배터리가 무엇인지, 삼성SDI의 기술이 왜 주목받는지 핵심만 정리합니다.
목차
- 전고체 배터리란? 기존 배터리와 결정적 차이
- 삼성SDI 전고체 배터리 핵심 기술 3가지
- 2027년 양산 로드맵과 현재 진행 상황
- 경쟁사 개발 현황 비교
- 마무리
1. 전고체 배터리란? 기존 배터리와 결정적 차이
전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 액체 전해질을 고체로 대체한 차세대 배터리입니다. 영어로는 ASB(All Solid-State Battery)라고 부릅니다.
기존 리튬이온 배터리는 양극(+)과 음극(-) 사이에서 리튬이온이 액체 전해질을 통해 이동합니다. 이 액체가 외부 충격이나 과충전으로 누출되면 화재의 원인이 됩니다. 전고체 배터리는 이 액체를 고체로 바꿔 화재 위험을 원천적으로 줄인 것이 가장 큰 차이점입니다.
고체 전해질의 종류는 크게 세 가지입니다.
- 황화물계: 이온전도도가 높아 고성능 구현에 유리 (삼성SDI, 도요타 채택)
- 산화물계: 안정성이 높지만 가공이 어려움
- 고분자계: 기술 난이도는 낮지만 성능에 한계
📌 삼성SDI는 황화물계 고체 전해질에 집중하고 있습니다. 양산 난이도는 높지만, 에너지 밀도를 극대화할 수 있어 대부분의 글로벌 기업이 이 방식을 채택하고 있습니다.
2. 삼성SDI 전고체 배터리 핵심 기술 3가지
무음극(Anode-less) 기술
삼성SDI 전고체 배터리의 가장 독보적인 기술입니다. 일반 배터리에는 음극재(흑연, 실리콘 등)가 들어가지만, 삼성SDI는 음극재 없이 충전 시 리튬 금속이 직접 음극에 형성되는 구조를 개발했습니다.
음극재를 제거하면 배터리 부피와 무게가 크게 줄어듭니다. 이를 통해 달성한 에너지 밀도는 다음과 같습니다.
- 부피당 에너지 밀도: 900Wh/L (업계 최고 수준)
- 중량당 에너지 밀도: 500Wh/kg
현재 양산 중인 6세대 각형 배터리(P6)의 에너지 밀도가 650Wh/L인 것과 비교하면, 약 38% 향상된 수치입니다.
초급속 충전 기술
삼성SDI는 리튬이온의 이동 경로를 최적화하고 내부 저항을 줄여 9분 만에 8%에서 80%까지 충전할 수 있는 기술을 개발했습니다. 현재 일반 전기차의 급속 충전이 30~40분 걸리는 것과 비교하면 혁신적인 수준입니다.
💡 9분 충전으로 최대 600마일(약 1,000km) 주행이 가능합니다. 서울에서 부산을 2번 이상 왕복할 수 있는 거리입니다.
황화물계 고체 전해질
삼성SDI는 미국 솔리드 파워(Solid Power)와 협력해 황화물계 고체 전해질 기술을 확보했습니다. 황화물계는 액체 전해질에 가장 가까운 수준의 이온전도도를 구현할 수 있어, 고출력·고에너지 배터리에 최적입니다.
다만 황화물계의 최대 과제는 계면 저항입니다. 고체와 고체가 맞닿는 면에서 이온 이동이 원활하지 않을 수 있어, 이를 해결하기 위한 초고압 압착 공정이 필수입니다.
⚠️ 전고체 배터리는 기존 배터리 대비 하이니켈 배터리 탑재 차량보다 무게를 최대 9%까지 줄일 수 있습니다. 가볍고 안전하면서 더 멀리 가는 배터리, 그것이 전고체의 핵심 가치입니다.
3. 2027년 양산 로드맵과 현재 진행 상황
삼성SDI의 전고체 배터리 양산 준비는 단계적으로 진행되고 있습니다. 현재까지의 로드맵은 다음과 같습니다.
개발 타임라인
STEP 1. 파일럿 라인 구축 (2023년) 수원 연구소에 세계 최대 규모의 전고체 배터리 파일럿 라인 'S라인'을 준공했습니다. 이후 고객사에 샘플 공급을 시작했습니다.
STEP 2. 압착 공정 전환 (2025년) 양산의 핵심인 압착 공정을 기존 WIP(온간정수압프레스)에서 롤 프레스 방식으로 전환했습니다. 롤 프레스는 인라인 자동화가 가능해 대량 생산에 적합합니다.
STEP 3. BMW 차량 탑재 테스트 (2026년 말) BMW의 차세대 평가용 차량에 전고체 배터리를 탑재해 실제 주행 환경에서 성능과 내구성을 검증합니다.
STEP 4. 본격 양산 (2027년 하반기) 울산 사업장에 전고체 배터리 생산 라인을 구축하고 양산에 돌입할 계획입니다. 유상증자로 확보한 자금 중 약 3,500억 원이 전고체 라인에 투입됩니다.
밸류체인 구성
삼성SDI는 전고체 배터리 상용화를 위해 글로벌 파트너십을 구축했습니다.
- 솔리드 파워(미국): 황화물계 고체 전해질 기술 제공
- 삼성SDI: 셀 제조 및 양산
- BMW(독일): 배터리 팩 통합 및 시범 차량 테스트
📌 삼성SDI는 전기차 외에도 로봇, UAM(도심항공모빌리티), HAPS(고고도 플랫폼) 등 고에너지·고안전성이 요구되는 신규 시장으로 전고체 배터리 적용을 확대할 계획입니다.
4. 경쟁사 개발 현황 비교
전고체 배터리 상용화 경쟁은 한국, 일본, 중국 3국 구도로 진행되고 있습니다.
국내 배터리 3사
- 삼성SDI: 황화물계, 2027년 양산 (국내 최빠름)
- LG에너지솔루션: 황화물계 중심, 2030년 양산 목표
- SK온: 고분자·산화물 복합계(2028년) + 황화물계(2030년) 병행
해외 경쟁사
- 도요타(일본): 황화물계, 2027~2028년 소량 생산 목표
- 닛산(일본): 2028년 전고체 배터리 탑재 전기차 출시 계획
- CATL(중국): 2027년 소량 생산 목표, 주행거리 1,000km 달성 주장
⚠️ SNE리서치에 따르면 2035년 기준 글로벌 전고체 배터리 시장은 950GWh 규모로, 전체 배터리 시장의 약 13%를 차지할 전망입니다. 선점 효과가 극대화되는 시장입니다.
마무리
지금까지 삼성SDI 전고체 배터리의 핵심 원리와 양산 로드맵을 정리했습니다.
- 액체 전해질을 고체로 대체해 화재 위험을 원천 차단
- 무음극 기술로 에너지 밀도 900Wh/L, 주행거리 1,000km 목표
- 2027년 하반기 울산 공장에서 국내 최초 양산 돌입 예정
전고체 배터리 양산 성공 여부가 삼성SDI의 중장기 경쟁력을 좌우할 핵심 변수입니다. 2026년 말 BMW 차량 탑재 테스트 결과가 사실상의 분수령이 될 전망입니다.
삼성SDI 전고체 배터리에 대한 공식 정보는 아래에서 확인할 수 있습니다.
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