배터리 3사, 로봇서 전고체 양산 해법 찾는다

적자 흐름을 끊은 국내 배터리 3사가 로봇용 배터리를 새로운 성장축으로 삼고 사업 확대에 나섰다. 로봇 기술 발전과 함께 배터리 수요가 늘어날 가능성이 큰 데다, 차세대 제품인 전고체 배터리를 전기차보다 먼저 상용화해 볼 시장으로 로봇이 적합하다는 판단이 작용했다. 3사는 2027년부터 2030년 사이 양산을 추진하며 가격과 생산 공정의 경쟁력을 높이는 데 집중하고 있다.

전고체 배터리는 액체 전해질을 고체로 바꿔 안전성과 저장용량을 개선한 제품이지만, 초기 가격이 리튬이온 배터리의 5~6배로 예상된다. 평균 65㎾h의 배터리를 싣는 전기차와 달리 피겨 AI의 5시간 구동 휴머노이드에는 2.3㎾h가 탑재돼 용량이 약 28분의 1에 그친다. 배터리 비용이 전기차 가격의 40%를 차지하는 것과 비교해 테슬라 옵티머스의 배터리팩 원가 비중은 2%로 추정된다.

휴머노이드용 배터리 탑재량은 2030년 1.37GWh에서 2035년 17.67GWh, 2040년 138.3GWh로 늘어날 전망이다. 이 가운데 전고체 배터리는 같은 기간 0.04GWh에서 5.65GWh, 76.1GWh로 확대돼 2040년에는 전체의 절반 수준에 이를 것으로 예상된다. 배터리 사용량이 상대적으로 적은 로봇에서 초기 가격 부담을 낮추고 수요를 축적해 규모의 경제를 확보하려는 전략이 힘을 얻는 배경이다.

삼성SDI는 2027년 하반기 양산을 목표로 올해 하반기 휴머노이드용 표본을 공급할 계획이다. LG에너지솔루션은 로봇 고객사에 2170 원통형 배터리를 공급하면서 향후 전고체 제품으로 전환하는 방안을 추진하고, SK온은 2029년 양산을 겨냥해 기존 리튬이온 공정에 전고체 플랫폼을 적용할 가능성을 점검하고 있다. 다만 황화물계 전해질은 ㎏당 1500~1800달러로 중국 액체 전해질의 ㎏당 30위안보다 340~400배 비싸다. 대형 셀에서도 양극과 고체 전해질을 균일하게 밀착해 계면 저항을 억제하고 공정을 안정화하는 일이 양산 성패를 가를 핵심 과제로 남아 있다.