中 FAW 그룹, 전기차에 반고체 배터리 첫 탑재…주행거리 1000km 돌파

반고체 배터리는 안전성과 에너지 밀도를 높인 차세대 배터리 기술로 주목받고 있다. [사진: 셔터스톡]

[디지털투데이 홍진주 기자] 전 세계 자동차·배터리 업체들이 에너지 밀도와 충전 속도, 주행거리에서 획기적 개선을 약속하는 전고체 배터리 상용화에 속도를 내고 있다. 기존 리튬이온 배터리의 한계를 넘어설 차세대 기술로 평가받는 만큼 주요 기업들은 파일럿 생산과 실제 차량 적용을 통해 기술 주도권 확보에 나서는 모습이다.

이러한 가운데 중국 국영 자동차 제조사 제일자동차그룹(FAW)이 업계 최초로 리튬이 풍부한 망간 기반 반고체 배터리(Semi-solid Battery)를 전기차에 탑재했다고 10일(현지시간) 발표했다.

전기차 매체 일렉트릭에 따르면, 해당 배터리는 FAW 배터리 자회사와 난카이대 연구진이 공동 개발했으며, 셀 에너지 밀도는 500Wh/kg을 초과한다. 이는 현재 상용 리튬이온 배터리(약 250~300Wh/kg) 대비 크게 향상된 수치다. 총 142kWh 용량으로 CLTC 기준 1000km 이상의 주행거리를 지원한다고 회사 측은 설명했다. 기술이 계획대로 구현될 경우, 장거리 주행 전기차 시장에서 경쟁 구도를 뒤흔들 수 있다는 평가가 나온다.

앞서 중국 상하이자동차(SAIC)는 세계 최초 양산형 반고체 전기차 'MG4'를 출시했으며, 동펑자동차 역시 1000km 이상 주행이 가능한 고체 배터리 프로토타입을 극한 환경에서 시험 중이다. 중국 업체들은 망간 기반 기술뿐 아니라 니켈 비중이 높은 NCM(니켈코발트망간)·NCA(니켈코발트알루미늄) 계열 배터리 고도화도 병행하며 다각적인 기술 전략을 펼치고 있다. 원가 경쟁력과 자원 확보 측면에서도 우위를 확보하려는 움직임으로 풀이된다.

전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용해 안전성을 높이고, 이론적으로는 기존 리튬이온 대비 최대 2배 수준의 에너지 밀도를 구현할 수 있는 것으로 알려져 있다. 다만 고체 전해질의 이온 전도도, 계면 저항, 대량 생산 공정 안정성 등은 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있다. 이 때문에 현재는 '완전 전고체'보다는 액체와 고체를 혼합한 ‘반고체’ 기술이 과도기적 대안으로 부상하고 있다.

글로벌 완성차 및 배터리 기업들도 개발 경쟁에 뛰어들었다. 토요타, BYD, CATL, 폭스바겐, 메르세데스-벤츠, BMW 등은 황화물 기반 전고체 배터리 개발을 추진 중이다. 특히 토요타는 2027~2028년 상용화를 목표로 하고 있으며, BYD 역시 2027년부터 전고체 배터리 생산을 시작할 계획이다. 다만 초기에는 고급 모델 중심의 소규모 생산이 이뤄질 가능성이 크다.

일부는 이미 전고체 배터리를 실증 테스트하고 있다. 벤츠는 전고체 배터리를 장착한 개조형 EQS로 1205km 주행에 성공했다고 밝혔으며, 미국의 팩토리얼 에너지는 현대차·스텔란티스 등과 협력해 상용화를 추진하고 있다. 업계 전반적으로는 2027~2028년 파일럿 생산을 거쳐 2030년 전후 본격 양산에 돌입하는 시나리오가 유력하게 거론된다.

시장조사업체 SNE리서치에 따르면 2025년 글로벌 전기차 배터리 사용량의 55% 이상을 CATL과 BYD가 차지할 것으로 전망된다. 중국 기업들이 기술 개발과 생산 능력 양 측면에서 빠르게 영향력을 확대하고 있는 셈이다. 전고체 배터리가 기술적 난제를 극복하고 대량 생산 체제를 구축할 수 있을지, 그리고 누가 첫 상용화 승자가 될지에 시장의 이목이 쏠린다.