일본 자동차 업체 토요타가 전고체 배터리로 전기차 사업을 가속화하고 있습니다. 이르면 2027년까지 전고체 배터리를 사용한 전기차를 출시할 계획입니다.

14일 니케이아시아에 따르면 토요타는 최근 시즈오카현 연구기지에서 브리핑을 통해 이 같은 계획을 발표하면서 전고체 배터리 상업화의 관건이었던 수명 연장 문제를 극복했다고 말했습니다. 나카지마 히로키 토요타 최고기술책임자(CTO) 부사장은 "양질의 재료를 찾아 내구성 문제를 해결했다"라며 "세계 시장을 따라잡고 확실히 실용화할 것"이라고 강조했습니다.

전고체 배터리는 10분 이내 충전으로 1,200km 주행이 가능하며 안정성이 높아 꿈의 배터리로 불리는데요. 충전 시 전극이 반복적으로 확장∙수축하면서 다른 배터리보다 수명이 짧아 상용화에는 어려움이 있었습니다. 시장에 출시돼 있는 전기차 배터리는 수천 번 재충전할 수 있는 반면, 전고체 배터리는 10분의 1 수준에 불과한 것으로 알려져 있습니다.

토요타는 궁극적으로 10분 미만의 충전으로 약 1,500km 범위를 주행할 수 있는 전고체 배터리 개발을 목표로 하고 있습니다. 개발이 완료되면 토요타의 고급 전기차 모델에 탑재될 것으로 보입니다. 코바야시 히로노리 전기∙화학연구소 수석 연구책임자는 "토요타의 전고체 배터리 개발이 타당성 초기 단계에 도달하면 고급 차량과 같은 제한된 모델에 탑재될 가능성이 매우 높다"라고 말했습니다.

한편, 그간 시장에서 전기차 전환 속도가 늦다는 평가를 받아온 토요타는 전고체 배터리 개발에 집중해왔습니다. 토요타는 전고체 배터리 분야 특허만 1,000개 이상을 보유하고 있으며, 지난 2020년에는 전고체 배터리를 탑재한 EV 프로토타입을 선보이기도 했습니다.

테슬라를 제외한 대부분의 글로벌 주요 완성차 기업들이 전고체 배터리 개발에 뛰어든 것으로 나타났습니다.

전고체 배터리는 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 높아 충전 시간이 짧은 데다, 안전성까지 높아 전기차 시장의 '게임 체인저'로 떠오르고 있기 때문입니다. 일본 리서치기관 후지게이자이에 따르면 전고체 배터리 시장은 2040년에 276억 달러에 달할 것으로 전망되고 있습니다.

14일 주요 외신 및 관련 업계에 따르면 토요타 이외 일본의 다른 완성차 업체인 닛산 자동차와 혼다도 전고체 배터리를 개발 중인 것으로 알려졌습니다. 닛산은 2028년까지 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 출시할 계획이라고 밝혔으며, 혼다는 구체적인 시장 출시 일정에 대해서는 밝히지 않았습니다.

빌 게이츠가 투자한 것으로 알려진 미국 배터리 스타트업 퀀텀스케이프는 폭스바겐을 포함해 6개의 전기차 제조업체와 전고체 배터리 개발 계약을 맺었고, 메르세데스 벤츠와 스텔란티스는 벤처기업 오토모티브셀즈컴퍼니를 통해 대만에 본사를 둔 배터리 제조업체 프롤로지움과 전고체 배터리를 개발하기로 합의했습니다.

그 밖에 포드와 BMW, 현대자동차는 프로토타입 배터리를 생산하는 미국 기반 스타트업 솔리드파워에 투자했습니다. BMW는 2025년까지 컨셉카를 공개하고 2030년까지 전고체 배터리를 탑재한 차량을 대량 생산할 계획이며, 현대차는 2030년까지 전고체 배터리 양산을 목표로 하고 있습니다.

다만, 테슬라는 전고체 배터리 개발보다는 원통형 배터리에 집중하고 있는 모습입니다. 테슬라는 현재까지 전고체 배터리 개발 계획을 밝히지 않았으며, 4680 셀을 출시하는 데 주력하고 있습니다. 

한편, 전고체 배터리가 개발되더라도 대중화를 위해서는 생산 규모를 늘리고 비용을 낮추는 것이 핵심 과제인데요. 일본 과학기술진흥원에 따르면 현재 배터리 제조 비용은 kWh(킬로와트 시) 당 430~2,500달러 사이로 추정되고 있습니다. 리튬이온 배터리(kWh당 100달러)의 4~25배 수준입니다.