삼성SDI, 전고체 배터리 2027년 양산 추진…휴머노이드 첫 적용 가능성

삼성SDI가 2027년 하반기 전고체 배터리 양산을 목표로 핵심 소재 개발과 공급망 구축에 속도를 내고 있다. 휴머노이드 로봇을 전고체 배터리의 첫 상업적 적용 분야로 검토하는 한편, 에너지저장장치(ESS) 시장을 겨냥한 리튬인산철(LFP) 배터리 사업도 확대하고 있다.
10월 11일 대만 기술 전문매체 디지타임스(DIGITIMES)와 글로벌 배터리 전문매체 에너지트렌드(EnergyTrend), 삼성SDI의 공식 발표를 종합하면 삼성SDI는 에코프로비엠과 전고체 배터리 핵심 소재 개발에 나서는 동시에 포스코퓨처엠과 LFP 양극재 공급망을 강화하는 이원화 전략을 추진하고 있다.

디지타임스는 지난 7일 삼성SDI가 두 소재기업과의 협력을 통해 전고체 배터리 개발과 LFP 소재 공급망 확대를 병행하고 있다고 보도했다. 에너지트렌드도 9일 삼성SDI와 에코프로비엠의 전고체 소재 협력을 다루면서 2027년 양산 계획과 휴머노이드 로봇 시장 진출 가능성에 주목했다.


삼성SDI는 지난 7월 30일 2분기 실적발표에서 전고체 배터리의 2027년 하반기 양산 목표를 유지하고 있다고 밝혔다. 당시 회사 측은 고객 수요와 협력 진행 상황을 고려할 때 휴머노이드 로봇이 첫 상업적 적용 분야가 될 가능성이 높다고 설명했다.
삼성SDI는 휴머노이드 관련 고객사들과 협의를 진행하면서 2026년 하반기 샘플 공급을 계획하고 있다고 밝혔다. 다만 10월 현재 실제 샘플 공급 여부나 상업적 납품 계약 체결 여부는 확인되지 않았다.

삼성SDI는 지난 3월 인터배터리 2026에서 휴머노이드 로봇 등 피지컬AI 분야를 겨냥한 파우치형 전고체 배터리 샘플을 공개했다. 회사는 자체 고체전해질과 무음극 구조를 적용하는 '솔리드스택(SolidStack)' 기술을 개발하고 있다.

전고체 배터리는 높은 에너지 밀도와 안전성 개선 가능성 때문에 휴머노이드 로봇과 전기차 등에 활용될 차세대 배터리로 평가받는다. 다만 실제 적용 시점은 고객사 검증과 생산 기술 확보에 따라 달라질 수 있다.

삼성SDI와 에코프로비엠은 지난 6일 전고체 배터리 소재 개발을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다. 양사는 2027년 황화물계 전고체 배터리 상용화를 목표로 양극재와 고체전해질 등 핵심 소재의 공동개발을 추진한다.

삼성SDI는 전고체 배터리 셀 개발과 양산 기술 고도화를 추진하고, 에코프로비엠은 양극재와 양극용·분리막용 고체전해질 개발 분야에서 협력한다.

에코프로비엠은 황화물계 고체전해질의 자체 공정 기술을 확보하고 연간 40t 규모의 파일럿 설비를 운영하고 있다. 지난 7월 기업설명회에서는 고체전해질 양산라인 설계를 완료했으며 고객 수요에 따라 공장 건설을 추진할 수 있도록 준비하고 있다고 밝혔다.

파일럿 설비는 소재 생산기술을 검증하는 시설로, 대규모 상업 생산이 시작됐다는 의미는 아니다.

삼성SDI가 개발 중인 전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 액체 전해질을 고체 전해질로 대체하는 기술이다. 가연성 액체 전해질 사용을 줄여 안전성을 개선하고 에너지 밀도를 높일 가능성이 있다.

삼성SDI는 2024년 인터배터리에서 무음극 기술을 활용해 전고체 배터리의 에너지 밀도를 900Wh/L까지 높이겠다는 개발 목표를 공개했다. 이는 당시 비교 기준인 자사 P5 각형 배터리보다 약 40% 높은 수준이다.

무음극 구조는 기존 음극 활물질층을 사용하지 않는 방식으로 배터리 내부 공간 활용도를 높여 에너지 밀도 개선에 기여할 수 있다.

다만 900Wh/L는 회사가 제시한 개발 목표로, 현재 양산 제품에서 해당 성능이 검증됐다는 의미는 아니다. 실제 상용화를 위해서는 배터리 수명과 안전성, 생산 수율, 제조 비용 등도 충족해야 한다.


삼성SDI는 전고체 배터리 개발과 별도로 미국 ESS 시장을 겨냥한 LFP 배터리 소재 공급망도 강화하고 있다.

포스코퓨처엠은 지난 6일 삼성SDI와 약 6조원 규모의 LFP 양극재 장기 공급계약을 체결했다. 양사는 기존 2023년 NCA 양극재 공급계약을 개정해 LFP를 추가하고, 개별 소재 계약을 통합 관리하는 포괄적 공급협약도 마련했다.

이번 LFP 계약은 2027년부터 2032년까지 공급하기로 합의했던 19만t 규모의 물량을 두 배 이상 확대하는 내용을 담고 있다. 양사는 향후 리튬망간산화물(LMO) 양극재와 인조흑연 음극재 등으로 협력 범위를 넓힐 계획이다.

삼성SDI는 지난 7월 실적발표에서 미국 ESS용 각형 LFP 배터리의 10월 생산 개시와 연내 삼성배터리박스(SBB) 2.0 공급 계획도 공개했다. 다만 실제 생산 개시 여부는 별도 확인이 필요하다.

LFP 배터리는 상대적으로 낮은 원가와 긴 수명을 바탕으로 ESS 시장에서 활용도가 높다. 전고체 배터리가 고에너지 밀도를 요구하는 차세대 시장을 겨냥한다면 LFP는 확대되는 ESS 수요에 대응하는 사업이라는 점에서 차이가 있다.


진형근 글로벌이코노믹 기자 jinwook@g-enews.com