전고체 배터리 전망: 삼성 토요타 기술력부터 국내 스타트업과 투자 유망주까지 총정리

 

 

전고체 배터리는 리튬이온 배터리의 한계를 극복할 차세대 에너지 저장 기술로, 현재 글로벌 배터리 시장에서 가장 주목받고 있는 기술 중 하나입니다. 특히 삼성SDI와 토요타, 그리고 국내 유망 스타트업들이 기술 개발에 박차를 가하면서 2025년은 전고체 배터리 상용화의 원년이 될 것으로 기대되고 있습니다.

2024년 하반기부터 이어진 글로벌 배터리 기업들의 기술 발표와 양산 계획이 현실화되면서, 관련주와 투자에 대한 관심도 함께 커지고 있습니다. 지금부터 2025년 전고체 배터리의 기술 트렌드, 주요 기업들의 동향, 그리고 투자에 주목할 만한 포인트까지 하나하나 정리해보겠습니다.

 

 

전고체 배터리란 무엇인가? 기존 배터리와의 차이점은?

전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리에서 사용되는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용하는 배터리입니다. 이 구조적 차이는 배터리의 안정성과 에너지 밀도, 수명 등 여러 측면에서 획기적인 성능 향상을 기대하게 만듭니다.

• 안정성 향상: 고체 전해질은 발화 위험이 낮아 안전성이 높습니다.
• 수명 연장: 리튬 덴드라이트 문제를 최소화하여 충방전 사이클이 길어집니다.
• 고에너지 밀도: 더 얇은 전극 설계가 가능해 에너지 밀도가 증가합니다.

 

2025년 양산이 임박한 전고체 배터리, 누가 먼저 내놓나?

삼성SDI, 토요타, CATL, LG에너지솔루션 등 글로벌 배터리 제조사들이 전고체 배터리 양산을 앞두고 기술 경쟁을 벌이고 있습니다.

• 삼성SDI: 2024년 말 전고체 배터리 파일럿 라인을 가동, 2025년부터 본격적인 샘플 제공 예정.
• 토요타: 2025년 전기차에 적용할 수 있는 시제품 개발 완료, 약 1,200km 주행 가능한 전고체 배터리 공개.
• LG에너지솔루션: 고체 전해질 기술 내재화 진행 중, 차세대 전기차 OEM과의 협력 확대.
• CATL: 고체-반고체 하이브리드 기술로 경쟁력 강화 시도.

 

전고체 배터리 관련 국내 스타트업, 어디까지 왔나?

국내에서도 전고체 배터리 분야에서 기술력을 인정받는 스타트업들이 속속 등장하고 있습니다. 이들은 기존 대기업과는 다른 방식의 접근으로 빠르게 시장을 선점하고 있습니다.

• 솔리드이노베이션: 황화물계 고체 전해질을 기반으로 한 전고체 배터리 기술을 개발 중입니다. LG에너지솔루션과 기술 테스트 협력 관계를 맺고 있으며, 글로벌 특허도 다수 확보하고 있습니다. 2025년에는 샘플 양산과 시범 공급을 목표로 하고 있습니다.
• 에스엠랩: 전고체 배터리의 핵심 소재인 고체 전해질의 제조 공정 개선을 통해 가격 경쟁력을 확보하고 있으며, 최근 시리즈 B 투자 유치에 성공하여 국내 대기업과 공동개발을 진행 중입니다. 이 회사는 양산화 기술을 기반으로 반도체 라인 활용 가능성까지 열어두고 있습니다.
• 리베스트: 웨어러블 기기에 적합한 플렉서블 전고체 배터리 기술로 유럽, 일본 기업과의 공동 프로젝트를 확대하고 있습니다. CES 2025에서 혁신상을 수상하며 기술력을 공식적으로 인정받았습니다.
• TeraWatt: 실리콘 음극재와 황화물계 전해질을 결합한 차세대 셀 구조를 개발 중이며, 자동차 부품 기업과의 협업을 통해 전기이륜차용 전고체 배터리를 2026년까지 양산 목표로 추진하고 있습니다.

이 외에도 현대차그룹의 사내 벤처 프로그램을 통해 배출된 스타트업들도 고체 전해질, 전극 설계, 분리막 소재 등에 특화된 기술력을 바탕으로 시장 진입을 노리고 있습니다. 이들 스타트업은 국내외 VC의 러브콜을 받으며 전고체 배터리 생태계의 다양성과 기술 진보를 주도하고 있습니다.

 

전고체 배터리 관련주, 2025년 투자 유망 종목은?

전고체 배터리 상용화가 가시화됨에 따라, 관련 주식에도 관심이 집중되고 있습니다. 특히 소재, 장비, 부품, 시스템 등 전 밸류체인에 걸쳐 다양한 투자처가 존재합니다.

• 삼성SDI (006400): 전고체 배터리 시제품 양산, 글로벌 자동차사와 공급 협의. 2025년 샘플 테스트 이후 고급 EV 모델 적용 예정.
• SK아이이테크놀로지 (361610): 전고체 배터리용 분리막(세라믹 코팅막) 기술을 보유, 유럽 OEM과의 공동 테스트 진행 중.
• 엘앤에프 (066970): 전고체용 고니켈 양극재 개발로 인해 LG에너지솔루션과 공동 연구 계약. 미국 IRA 대응 소재 국산화도 병행 중.
• 씨아이에스 (222080): 전고체 배터리 제작용 코팅 및 적층 장비를 국내외 배터리 생산업체에 납품, 최근 유럽 현지법인 설립으로 시장 확장 중.
• 일진머티리얼즈 (020150): 음극집전체 기술 외에도 전고체 배터리 대응 가능한 차세대 동박 기술 개발. SKC와 협업하여 전극용 소재 고도화 추진 중.
• 에코프로BM (247540): 전고체 배터리에 적합한 고함량 NCM 양극재 개발 중이며, 포스코퓨처엠과 소재 공동 생산 계획 발표.
• 파워로직스 (047310): 배터리 보호회로 모듈(BMS)을 전고체 배터리 적용에 맞춰 업그레이드 중이며, 자동차 전장 부품 확대 전략 중.

이외에도 전고체 배터리 관련 특허를 다수 보유한 중소형 IT 기업이나 전고체 생산 장비의 자동화 시스템을 개발 중인 로봇 자동화 기업들이 테마주로 주목받고 있습니다.

 

전고체 배터리의 상용화 시기와 시장 전망

현재까지 발표된 내용을 종합해보면, 2025~2027년 사이가 상용화 초기 단계가 될 가능성이 높습니다. 특히 고급 전기차 모델을 시작으로, 점차 대중적인 차량으로 확대될 전망입니다.

• 시장 규모: 2030년까지 약 50조 원 이상으로 성장할 것으로 예상.
• 응용 분야: 전기차 외에도 드론, 스마트폰, 에너지 저장 시스템(ESS)으로 확대.
• 과제: 제조 단가, 대량 생산 공정 안정화, 내구성 개선.

전고체 배터리는 단순한 차세대 기술이 아니라, 자동차 산업, 에너지 산업, ICT 산업 전체를 뒤흔들 수 있는 메가트렌드입니다. 2025년을 기점으로 양산과 적용이 현실화된다면, 이와 관련된 기술, 기업, 산업 전반에 큰 변화가 예상됩니다.

투자자는 단기 수익보다는 중장기적인 트렌드 변화에 초점을 맞추고 관련 기술 기업을 꾸준히 추적할 필요가 있습니다. 또한, 기술적 구조와 응용 산업에 대한 이해를 바탕으로 리스크를 최소화하는 전략이 필요합니다.

 

 

 

전기차 배터리 대전! 전고체와 LFP의 성능, 안정성, 재활용 기술 비교