전기차 배터리가 확 달라진다? 전고체 배터리가 주목받는 이유와 상용화 시점

전고체 배터리는 전기차의 주행거리와 충전 성능, 안전성을 개선할 가능성이 큰 차세대 기술입니다. 다만 2027~2028년은 일부 기업이 제시한 양산·상용화 목표 시점이며, 그때 모든 전기차에 탑재되거나 가격이 곧바로 내려간다는 뜻은 아닙니다. 기존 배터리와 무엇이 다른지, 언제 실제 차에서 만날 수 있는지 살펴보겠습니다.

핵심 요약

• 전고체 배터리는 액체 대신 고체 전해질을 사용해 전극 사이로 리튬 이온을 이동시킵니다.

• 누액과 가연성 액체 전해질 관련 위험을 줄일 잠재력이 있지만 화재 위험이 완전히 사라지는 것은 아닙니다.

• 고에너지밀도와 빠른 충전이 기대되지만 실제 성능은 재료·셀 구조·차량 설계에 따라 달라집니다.

• 도요타는 2027~2028년, 닛산은 2028회계연도 전기차 적용을 목표로 밝힌 바 있습니다. 삼성SDI는 2027년 하반기 양산을 목표로 하며 초기 적용처는 로봇이 될 가능성이 있습니다.

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리와 무엇이 다른가요?

일반적인 전기차 리튬이온 배터리에는 이온이 이동하는 통로 역할을 하는 액체 전해질이 사용됩니다. 전고체 배터리는 이 부분을 고체로 바꿉니다. 전해질이 달라지면 배터리 내부 구조와 사용할 수 있는 전극 소재의 선택지도 달라질 수 있습니다.

주행거리가 늘고 충전이 빨라지는 이유

전고체 구조는 일부 고용량 전극 소재를 적용하는 데 유리할 수 있어 같은 공간에 더 많은 에너지를 저장할 가능성이 있습니다. 고체 전해질 종류에 따라 빠른 이온 이동과 높은 출력도 기대할 수 있습니다. 하지만 실제 주행거리는 배터리만이 아니라 차체 무게, 공기저항, 모터 효율, 기온의 영향도 받습니다.

예를 들어 제조사가 실험 조건에서 빠른 충전을 달성했다고 해도, 실제 차량에서는 충전기 출력과 배터리 온도, 충전 잔량에 따라 시간이 달라집니다. 발표된 목표 성능을 모든 차량의 확정 사양으로 받아들이지 않는 것이 중요합니다.

전고체 배터리는 정말 불이 나지 않을까요?

액체 전해질의 누출 및 발화와 관련된 위험을 줄일 수 있다는 점이 주목받습니다. 그러나 배터리에는 여전히 많은 에너지가 저장되며 내부 단락, 충격, 소재 반응 등 다른 위험도 존재합니다. 따라서 전고체라고 해서 무조건 불이 나지 않는다고 말할 수는 없습니다.

상용화는 언제? 2027~2028년 목표의 정확한 의미

도요타는 2027~2028년 전고체 배터리의 상용화를 목표로 제품과 양산 공정을 개발하고 있습니다. 닛산은 자체 개발 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 2028회계연도에 출시한다는 목표를 제시했습니다. 닛산의 회계연도는 달력 연도와 다를 수 있으므로 2028년 1월 출시를 뜻하지는 않습니다.

삼성SDI는 2027년 하반기 전고체 배터리 양산을 목표로 밝히고 있습니다. 다만 초기 상용화가 휴머노이드 등 로봇 분야에서 시작될 가능성도 제시했습니다. 즉 배터리 양산 발표와 전고체 전기차 판매 개시를 같은 사건으로 보면 안 됩니다. 일정은 기술 검증, 고객사 평가, 생산 수율에 따라 변경될 수 있습니다.

왜 아직 대부분의 전기차에 적용되지 않았나요?

고체 전해질과 전극이 맞닿는 면에 틈이 생기면 이온 이동이 어려워질 수 있습니다. 충전과 방전을 반복할 때 소재가 팽창하거나 수축하면서 성능과 수명에 영향을 줄 수도 있습니다. 이를 억제하면서 동일한 품질의 셀을 대량으로 생산하는 일이 까다롭습니다.

신규 설비 투자와 생산 수율, 소재 가격까지 고려해야 하므로 초기 차량은 제한된 차종이나 고가 제품에 먼저 적용될 가능성이 있습니다. 반면 기존 리튬이온 배터리도 계속 개선되고 있어 전고체가 곧바로 모든 제품을 대체한다고 보기는 어렵습니다.

지금 전기차를 산다면 전고체를 기다려야 할까요?

당장 차량이 필요하다면 아직 구매 가능한 전고체 전기차가 제한적이라는 점을 먼저 생각해야 합니다. 현재 판매 중인 차량의 실제 주행거리, 충전 환경, 보증 조건, 가격을 비교하는 편이 현실적입니다. 신기술을 기다릴 여유가 있다면 출시 발표뿐 아니라 실제 판매 개시와 독립적인 성능 검증을 확인하세요.

지금 할 일은 관심 있는 전기차 모델의 공식 제원표에서 배터리 종류와 보증 조건을 확인하는 것입니다. 전고체 기술의 기대 효과와 현재 살 수 있는 자동차의 조건을 분리하면 판단이 훨씬 쉬워집니다.