이차전지 전해액 전문기업 엔켐은 전고체 소재 계열사 티디엘과 함께 산화물 기반 전고체 전해질 소재 및 공정 기술 검증에 나선다고 30일 밝혔다. 전고체 배터리 상용화의 핵심 요소로 꼽히는 소재 성능과 공정 재현성을 확보해 관련 기술을 단계적으로 내재화한다는 전략이다.

전고체 배터리는 액체 전해질을 사용하지 않아 화재 위험이 낮고, 높은 에너지 밀도와 안정성을 동시에 확보할 수 있는 차세대 배터리 기술로 평가된다. 고전압·고출력 구현이 가능해 전기차를 비롯해 에너지저장장치(ESS), 드론, 로봇 등 안전성과 성능이 중요한 분야로 활용 범위가 확대되고 있다.

엔켐은 국내 배터리 3사를 비롯해 일본·미국·유럽 주요 전지 제조사와 CATL, SVOLT, AESC, Sunwoda 등 글로벌 배터리 기업들과 협력 네트워크를 구축해 왔다. 이러한 글로벌 공급망 운영 경험을 바탕으로 전고체 배터리로의 기술 전환 과정에도 대응하고 있으며, 티디엘과의 협력을 통해 전고체 전해질 소재 기술 완성도를 높이고 실제 배터리 적용 가능성을 단계적으로 검증할 계획이다.

특히 휴머노이드 로봇과 같은 차세대 산업 분야는 제한된 공간 내에서 높은 에너지 밀도와 경량화, 안전성을 동시에 요구하는 특성이 있어 전고체 배터리에 대한 잠재 수요가 점차 확대될 것으로 예상된다.

엔켐은 차세대 기술개발 조직을 중심으로 세라믹 공정 기반 산화물 전해질과 고분자 고체 전해질을 결합한 복합 전해질 개발을 추진하고 있다. 서로 다른 소재 특성을 조합해 전해질 성능을 높이는 동시에, 양산 환경에서도 동일한 품질을 구현할 수 있는 공정 재현성 확보에 주력하고 있다.

티디엘은 2012년부터 고체 전해질 연구개발을 이어온 전고체 소재 전문 기업이다. 산화물계 전해질 기반 분말 및 시트 형태 소재 기술을 확보했으며, 고분자와 산화물 전해질을 결합한 전고체 전지 구조와 고분자계 전고체 기술 개발 경험을 보유하고 있다.

특히 티디엘은 국내 최초로 고체 전해질 분말과 시트 형태 소재를 양산하고 상용 공급 단계까지 구현한 기업이다. 현재 글로벌 주요 고객사를 대상으로 전고체 전해질 샘플 공급과 성능 검증을 진행하고 있다.

시장에서는 고체 배터리 기술에 대한 관심이 확대되는 추세다. 반고체(semi-solid) 배터리는 일부 응용 분야를 중심으로 증산 단계에 진입했으며, 전고체 배터리는 연구개발과 파일럿 검증 단계를 중심으로 기술 경쟁이 이어지고 있다. 글로벌 리서치 기관들은 기술 성숙도와 원가 경쟁력, 공정 재현성 확보 여부가 향후 전고체 배터리 시장 성장 속도를 좌우할 것으로 보고 있다.

중국 가오궁산업연구원에 따르면 2024년 중국 반고체 배터리 출하량은 약 7GWh로 추산되며, 2025년 전고체 배터리 증산 규모는 50GWh를 넘어선 것으로 집계됐다. 2030년에는 65GWh 이상으로 확대될 전망이다. 중국 국신증권은 글로벌 고체 배터리 수요가 2025년 16.4GWh에서 2030년 270.8GWh까지 증가할 것으로 내다봤다.

엔켐 관계자는 “반고체·전고체 배터리용 전해질을 5년 로드맵에 따라 주요 고객사에 샘플을 제공하며 개발하고 있다”며 “티디엘과의 협력은 전고체 전해질의 실제 적용 가능성과 공정 재현성을 함께 점검하는 단계로 진입했다는 의미가 있다”고 말했다. 이어 “향후 전고체 배터리 시장이 본격적으로 확대될 경우 기술 경쟁력과 공급 역량 측면에서 우위를 확보하는 것이 목표”라고 덧붙였다.