차세대 전기차 배터리로 꼽히는 '전고체 배터리' 시장 선점을 위한 경쟁이 치열하다.

16일 업계에 따르면 전고체 배터리는 현재 배터리에 적용되는 액체 형태 전해질을 고체로 바꾼 배터리를 말한다.

배터리 용량은 늘리면서 무게, 부피, 화재 위험을 현저히 줄일 수 있어 미래 배터리로 각광받고 있다. 아직 개발까지 넘어야 할 난제가 많아 '꿈의 배터리'로 불린다. 이에 각 기업은 상용화 시점을 앞당기기 위해 적극 투자에 나서는 분위기다.

포스코그룹은 고체전해질 공장을 짓고 배터리 시장 공략에 나선다. 포스코JK솔리드솔루션은 지난 14일 경남 양산시에서 고체 전해질 공장 착공식을 열었다.

이 회사는 포스코홀딩스가 지난달 고체 전해질 업체인 정관과 설립한 합작법인이다. 올 하반기부터 연산 24만톤(t) 규모의 고체 전해질을 생산할 예정이다. 향후 전고체전지 시장성장 속도에 맞춰 생산 능력을 확대해 나간다는 방침이다.

유병옥 포스코홀딩스 친환경미래소재팀장은 "포스코그룹은 양·음극재 등의 생산능력 확대와 함께 차세대 배터리 소재에 대한 지속적인 투자로 글로벌 경쟁력을 강화해나가겠다"고 말했다.

삼성SDI는 전고체 전지 전용 제조 공정을 도입해 생산 기술 검증에 나선다. 회사는 최근 경기도 수원시 영통구에 있는 SDI연구소 내에 전고체 전지 파일럿 라인(S라인)을 착공했다. 파일럿 라인은 약 6500㎡(약 2000평) 규모로 구축된다.

삼성SDI는 'Solid(고체)', 'Sole(독보적인)', 'SamsungSDI(삼성SDI)'의 앞 글자를 따 'S라인'이라는 이름을 붙였다. 시험 생산 라인인 S라인을 통해 전고체 전지 연구와 함께 양산 기술까지 확보해나갈 계획이다.

S라인에는 전고체 전지 전용 극판 및 고체 전해질 공정 설비, 전지 내부의 이온 전달이 원활히 이뤄지도록 만들어주는 셀 조립 설비를 비롯한 신규 공법과 인프라가 도입된다.

삼성SDI는 그동안 고체 전해질 설계와 합성에 성공해 전고체 전지 시제품을 만드는 등 기술 개발을 선도해 왔다. 또 독자 리튬금속 무음극 구조를 개발해 업계 최고 수준의 에너지 밀도와 높은 안전성을 확보했다.

최윤호 삼성SDI 사장은 "S라인 착공은 삼성SDI가 기술경쟁력 강화를 통해 1등 기업이 되기 위한 초석이 될 것"이라고 말했다.

SK이노베이션은 지난해 미국 전고체 배터리 개발 기업 솔리드파워에 3000만 달러(약 353억2500만원)를 투자하고 공동으로 차세대 전고체 배터리를 개발 및 생산하기로 했다.

미국 조지아공대와도 손을 잡았다. SK이노베이션은 지난 1월 차세대 전고체 배터리 개발을 위해 미국 조지아 공대 이승우 교수진과 협력한다고 밝혔다.

이 교수가 개발한 고체 전해질은 기존 고체 전해질의 단점으로 꼽히던 이온 전도도를 100배 향상하면서 동시에 고무와 같은 신축성까지 확보했다. SK이노베이션 관계자는 "기존에는 이온 전도도와 안전성을 동시에 확보하는 고체 전해질을 구현하는 것이 난제로 꼽혀왔던 만큼 이 교수의 개발은 혁신적인 연구 성과로 평가받는다"고 말했다.

LG에너지솔루션은 전고체 배터리를 2026년까지 상용화하고 2030년에는 관련 시장에 진출하겠다고 발표했다. 회사는 지난해 9월 미국 샌디에이고대와 공동 연구를 통해 기존 60도 이상에서만 충전이 가능했던 기술적 한계를 넘어 25도 이상 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다고 밝혔다.