로봇 심장 ‘전고체 배터리’에 사활건 韓 배터리 3사

휴머노이드 배터리 절반 전고체 차지 높은 단가로 전기차보단 로봇에 도입 “피지컬AI 공급망 내 韓 핵심경쟁력” ‘적자 터널’을 빠져나온 국내 배터리 3사도 일제히 로봇을 차세대 성장 축으로 삼고 전고체 배터리 개발에 속도를 내고 있다. 그동안 전고체 배터리는 전기차 산업에서 ‘꿈의 배터리’로 불려 왔지만, 최근 휴머노이드를 포함한 로봇 산업이 빠르게 커지고 있는 만큼 상용화의 첫 무대가 전기차가 아닌 로봇이 될 수도 있다는 판단에서다. 16일 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 글로벌 휴머노이드 로봇용 배터리 셀 시장은 2035년 14억 달러(약 2조 원)에서 2040년 105억 달러(약 15조 원)로 성장할 것으로 전망된다. 로봇 탑재 배터리 총량은 2025년 0.03GWh(기가와트시)에서 2040년 138.3GWh로 늘어나는데, 이 중 전고체 배터리 비중이 76.1GWh로 절반을 넘어서며 성장을 이끌 핵심 축이 될 것으로 예상된다. 전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에서 이온을 전달하는 전해질을 기존의 액체에서 고체로 바꾼 차세대 배터리다. 리튬이온배터리의 경우 가열되거나 충격을 받으면 폭발할 위험이 있지만, 전고체 배터리는 인화성 액체가 없어 화재 위험이 낮고 에너지 밀도가 높다는 장점이 있다. 다만 공정이 까다로워 개발 난도가 높고 단가가 기존 배터리보다 5∼6배가량 높다. 로봇이 전고체 배터리의 첫 시험대로 떠오른 이유도 높은 단가 때문이다. 전기차의 경우 배터리가 완성차 가격의 약 40%를 차지하기 때문에, 이를 전고체 배터리로 교체할 경우 차 가격이 최소 2배 이상 상승할 것으로 예상된다. 가격이 상용화의 허들이 될 수 있는 것. 반면 휴머노이드 로봇의 경우 전기차의 5% 정도의 전기만 필요하고, 로봇 전체에서 배터리가 차지하는 원가 비중도 2% 정도에 그친다. 전고체 배터리 기술을 검증하기에 로봇이 훨씬 부담이 적은 셈이다. 게다가 로봇 대전환기가 예상보다 빨리 다가오면서 국내 배터리 3사도 전고체 배터리 개발에 속도를 내고 있다. 삼성SDI는 3사 중 가장 빠른 2027년 하반기 양산이 목표다. 회사는 올해 하반기(7∼12월) 휴머노이드용 샘플 공급도 계획하고 있다. LG에너지솔루션은 현재 에너지 밀도를 크게 높인 원통형 리튬이온 배터리인 2170·4680 등을 로봇 고객사에 우선 공급하고 있다. 이를 통해 시장을 선점한 뒤 장기적으로 전고체 배터리로 전환한다는 전략이다. SK온은 당초 계...