전고체 배터리 전쟁: 2030년 전기차 시장을 뒤바꿀 10조 달러 기회

고체 배터리 상용화 경쟁이 글로벌 전기차(EV) 시장의 판도를 뒤흔들며 치열해지고 있습니다. 헝가리 매체 VG의 2025년 7월 21일 보도에 따르면, 스텔란티스, 현대자동차, 메르세데스-벤츠, BMW, 혼다, 도요타, 폭스바겐 등 글로벌 완성차 업체들이 전고체 배터리 실차 시험에 돌입하며 '포스트 리튬' 시대를 준비하고 있습니다. 시장조사기관은 2030년 전 세계 신차 판매의 20~30%가 순수 전기차(BEV)로 전환될 것으로 전망하며, 이를 위해 충전 인프라와 함께 전고체 배터리의 기술적 돌파구가 필수적이라고 분석했습니다.

글로벌 완성차 업체의 전고체 배터리 전략

1. 스텔란티스: 팩터리얼 에너지(Factorial Energy)와 협력해 에너지 밀도 375Wh/kg의 FEST(팩터리얼 전해질 시스템 기술) 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 77Ah 셀로 600회 이상 충전 주기를 유지하며, 18%에서 85%까지 90분 내 충전이 가능합니다. 영하 30~45도 극한 조건에서도 안정적으로 작동하며, 2026년부터 지프, 크라이슬러 등 브랜드에 탑재될 예정입니다. 스텔란티스는 2021년 팩터리얼에 7,500만 달러(약 1,036억 원)를 투자했습니다.
2. 현대자동차: 팩터리얼의 공동 소유주로 참여하며, 2026년 EQS 모델에 전고체 배터리를 적용할 메르세데스-벤츠와 협력하고 있습니다. 현대차는 2030년까지 국내 전기차 생산량을 144만 대(2024년 35만 대 대비 4배)로 늘리고, 전동화에 16조 2,000억 원을 투자합니다.
3. BMW: 솔리드 파워(Solid Power)의 전고체 배터리(ASSB)를 실험실 단계에서 성공적으로 테스트했으며, 실차 시험을 진행 중입니다.
4. 혼다: 2020년대 후반 전고체 전기차 출시를 목표로 연구를 가속화하고 있습니다.
5. 도요타: 2028년까지 1,000km 이상 주행이 가능한 전고체 배터리 양산을 목표로, 고체 전해질 기술 개발에 집중하고 있습니다.
6. 폭스바겐: 퀀텀스케이프(QuantumScape)와 협력해 최근 기술적 돌파구를 마련했으며, 양산 준비를 서두르고 있습니다.

중국의 도전과 논란

중국은 BYD와 화웨이가 전고체 배터리 경쟁에 뛰어들었습니다. BYD는 세게드(헝가리) 공장에서 전고체 배터리를 테스트 중이며, 화웨이는 유황 기반 전고체 배터리로 3,000km 주행과 5분 충전을 주장하지만, 전문가들은 실험실 조건에 한정된 비현실적 결과로 평가합니다. 양민호 단국대 교수는 황화물 전해질의 잠재력은 인정되지만 상용화 돌파구는 아직 없다고 지적했습니다.

한국 배터리 3사의 전략

한국의 LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI는 신중한 행보를 보입니다:

• 삼성SDI: 2027년 전고체 배터리 양산을 목표로, 5개 고객사에 샘플을 공급하며 에너지 밀도 900Wh/L를 구현했습니다. 전고체 배터리 사업화 추진팀을 신설해 기술 개발을 가속화하고 있습니다.
• LG에너지솔루션: 2030년 양산 목표로, 원통형·파우치형 듀얼 체제와 CTP(셀-투-팩) 기술에 집중하며 전고체 배터리 개발을 병행합니다.
• SK온: 2030년 양산을 목표로, 리튬메탈 음극재와 전도성 유리 분리막 개발에 주력하며 안전성 강화를 추구합니다.

시장 및 기술 트렌드

전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용해 에너지 밀도(리튬이온 배터리 250~300Wh/kg 대비 375~900Wh/L), 충전 속도, 안전성을 크게 개선합니다. 그러나 황화물 전해질(Li2S)의 높은 원가(1,500~2,000달러/kg, 리튬이온 전해액의 200배)와 계면 저항, 전해질 두께 문제로 대량 생산이 어렵습니다. SNE리서치는 2030년에도 리튬이온 배터리가 시장의 90% 이상을 차지할 것으로 전망했지만, 전고체 배터리의 상용화는 전기차 대중화를 가속화할 핵심 동력으로 평가됩니다.

국내에서는 정부가 2030년까지 1조 원을 배터리 R&D에 투자하며, 새만금, 포항, 울산, 청주를 전고체 배터리 거점으로 지정했습니다. LG화학과 LS그룹은 새만금에 각각 1조 2,000억 원, 1조 8,402억 원을 투 , 전구체 및 황산메탈 공장을 건설 중입니다.

재무적 전망

국내 배터리 3사의 2025년 2분기 전망은 전기차 수요 정체(캐즘)에도 불구하고 안정적입니다:

• LG에너지솔루션: 매출 9조 5,000억 원, 영업이익 8,500억 원(영업이익률 8.9%).
• 삼성SDI: 매출 6조 2,000억 원, 영업이익 4,800억 원(영업이익률 7.7%).
• SK온: 매출 4조 8,000억 원, 영업이익 2,500억 원(영업이익률 5.2%).

전고체 배터리 상용화 성공 시, 2030년 매출은 30~50% 추가 성장할 전망입니다.

투자 아이디어

전고체 배터리 상용화는 전기차 시장의 구조적 성장을 이끌며, 관련 밸류체인 기업들에게 중장기 투자 기회를 제공합니다. 주요 인사이트와 리스크는 다음과 같습니다:

1. 전기차 시장 성장: 국제에너지기구(IEA)는 2030년 전기차 배터리 수요가 8배, 2035년 15배 증가할 것으로 전망합니다. 전고체 배터리의 높은 에너지 밀도와 안전성은 주행거리(1,000km 이상)와 충전 속도 문제를 해결하며 전기차 대중화를 가속화합니다.
2. 선제적 기술 선점: 삼성SDI(2027년), 스텔란티스·팩터리얼(2026년), 도요타(2028년)의 양산 계획은 초기 시장 점유율 확보의 핵심입니다. 한국의 R&D 투자(1조 원)와 새만금 등 특화단지는 글로벌 경쟁력을 강화합니다.
3. 공급망 확장: 전고체 배터리는 양극재(CNT 도전재), 분리막(세라믹 코팅), 전해질(황화물계) 등 소재 기업들의 수요를 촉진합니다. LG화학과 나노신소재는 CNT 도전재 상용화로 원가 절감과 에너지 밀도 향상에 기여하고 있습니다.
4. 리스크 요인:
   • 기술적 장벽: 계면 저항, 전해질 두께, 입자 응집 등으로 양산까지 5~7년 소요될 가능성이 있습니다.
   • 원가 경쟁력: 황화물 전해질의 높은 비용은 초기 수익성을 제한할 수 있습니다.
   • 경쟁 심화: 중국(CATL, BYD), 일본(도요타), 미국(퀀텀스케이프)의 기술 경쟁과 화웨이의 과장된 주장(3,000km 주행)은 시장 불확실성을 키웁니다.
   • 전기차 캐즘: 2024~2025년 전기차 수요 정체는 단기 실적에 부정적 영향을 줄 수 있습니다.

투자 전략:

• 단기 투자: 삼성SDസSDI의 2027년 양산 발표(7월)와 스텔란티스·팩터리얼의 2026년 시험 소식에 따른 주가 변동성을 활용한 매매 기회를 노리세요.
• 중장기 투자: 2030년 전기차 시장 20~30% 점유율 전망과 전고체 배터리 상용화를 고려해 3~5년 투자 관점을 추천합니다.
• 분산 투자: 배터리 제조, 소재, 완성차 관련 주식을 조합해 리스크를 분산하세요.
• 모니터링 포인트: 양산 일정(삼성SDI 2027년, 팩터리얼 2026년), 전고체 배터리 성능 테스트 결과, 정부 정책(새만금 특화단지), 중국 경쟁사의 기술 돌파구를 확인하세요.

관련 테마: 전고체 배터리, 전기차, 친환경 에너지, 배터리 소재, 자동차 제조.

관련된 주식 종목

다음은 전고체 배터리 및 전기차 밸류체인 내 주요 주식 종목으로, 경쟁사는 제외하고 관련 기업을 선정했습니다.

종목명시장설명

삼성SDI	KOSPI	2027theory:
LG에너지솔루션	KOSPI	원통형·파우치형 배터리와 전고체 배터리 개발 병행. 북미 기가팩토리(스텔란티스) 참여로 글로벌 입지 강화.
SK온	KOSPI	전고체 배터리 상용화(2030년 목표)와 리튬메탈 음극재 개발로 차세대 기술 선점 기대.
현대자동차	KOSPI	팩터리얼 에너지의 전고체 배터리 공동 소유주. 2026년 EQS 모델 적용으로 전기차 시장 공략.
팩토리얼 에너지 / Factorial Energy	Private	스텔란티스와 협력해 375Wh/kg 전고체 배터리 개발. 2026년 북미 시험 예정.
퀀텀스케이프 / QuantumScape	NYSE	폭스바겐과 전고체 배터리 협력. 에너지 밀도 500Wh/kg 이상 목표로 시장 선점 기대.