전고체 배터리 상용화 로드맵 및 주요 업체 분석 (ChatGPT Deep Research)

구글 Deep Research는 무료 회원의 경우 월 10회 제한이 있네요. 저는 현재 ChatGPT를 유료로 사용하고 있고 여기도 Deep Research 기능이 있습니다. 갑자기 ChatGPT가 분석한 내용도 궁금해서 앞전에 작성한 
전고체 배터리 상용화 로드맵 및 주요 업체 분석 (Gemini Deep Research) 글과 동일한 요청문구로 Chat GPT에도 Research를 요청했습니다. 사실 제가 가장 관심있던 부분은 마지막 주제인 어디가 가장 빨리 상용화할 것 같은지에 대한 질문인데,,, 두 리서치를 비교해보면 차이가 있습니다.

구글은 조금 보수적으로 세개의 업체들이 후보로 보인다고 한 반면 ChatGPT는 좀 더 자신있게(?) 현재 기준으로는 토요타가 조금 더 가능성이 높아 보인다고 하고 있습니다.

 

그 외 원래 궁금했었던 BMW와 솔리드 파워의 시제품 관련해서는 같은 내용과 의견을 제시하는 것으로 보아 원 목적인 해당 기사가 주는 의미가 전고체 배터리 개발 영역에서 독보적인 무언가를 의미하는지에 대한 부분은 아직은 아닌 것으로 저는 결론 지었습니다.

 

요즘 우리나라 앞날에 불확실성이 어느정도 정리가 됐다는 판단인지 외국인 매수도 많고 주식시장도 오랜만에 활기가 넘치는 것 같습니다. 앞으로 계속 화이팅해서 한국 주식시장도 제대로 평가받는 때가 오면 좋겠습니다 ;-)

 

BMW-Solid Power 전고체 배터리 시제품 테스트와 업계 개발 현황

BMW-Solid Power 전고체 배터리 실차 테스트 사실 확인 및 의의

최근 BMW 그룹과 미국 배터리 스타트업 Solid Power의 전고체 배터리(ASSB) 시제품이 BMW i7 전기차에 탑재되어 도로 테스트를 시작했다는 소식이 전해졌습니다. 실제로 2025년 5월 BMW는 BMW i7 시험 차량에 솔리드 파워의 대형 전고체 배터리 셀을 탑재하여 뮌헨 일대에서 주행 시험을 개시했다고 공식 발표했습니다press.bmwgroup.com. 해당 배터리는 순수한 전고체(All-Solid-State) 구성으로, 기존 Gen5 배터리 구조(모듈 내 각형 셀 디자인)를 활용하면서도 액체 전해질 대신 고체 황화물계 전해질을 적용한 것이 특징입니다insideevs.cominsideevs.com.

BMW와 Solid Power는 2022년부터 기술이전 협약을 통해 전고체 배터리 개발을 공동으로 추진해왔으며, 이번 도로 테스트 돌입은 **“차량에 순수 전고체 배터리 셀을 장착한 최초의 사례”**라고 Solid Power 측은 강조했습니다press.bmwgroup.com. BMW 배터리셀 개발 담당 임원 또한 “기술 개방적 자세의 일환으로 차세대 배터리 기술을 파트너와 함께 꾸준히 발전시키고 있다”고 밝혔습니다press.bmwgroup.com. 이번 i7 프로토타입에는 새로운 전고체 셀을 통합하기 위해 셀 팽창 관리, 작동 압력 제어, 온도 조건 최적화 등의 기술적 과제를 검증하는 모듈 개념이 적용되었습니다press.bmwgroup.com. 이는 전고체 배터리의 에너지 밀도 향상 및 시스템 경량화 가능성을 실제 차량 환경에서 평가하려는 목적입니다press.bmwgroup.compress.bmwgroup.com.

그러나 이 발표의 기술적 의의는 초기 단계의 실증 시험으로 보는 것이 타당합니다. 업계에서는 전고체 배터리가 *“EV 배터리 기술의 성배”*로 불리며 큰 잠재력을 인정받지만electrek.co, BMW 자체도 2030년대 중반까지는 양산차에 전고체 배터리가 굳이 필요하지 않을 것이라는 입장을 밝힌 바 있습니다insideevs.com. 실제 BMW의 배터리 담당 임원은 **“현 세대 배터리(GEN6)로도 2030년대 중반까지 충분하며, 전고체 배터리는 그 이후가 될 것”**이라고 언급하여, 이번 i7 전고체 테스트카가 상용화에 임박한 기술이라기보다 장기적인 연구 단계임을 시사했습니다insideevs.com. 요컨대 BMW-Solid Power의 시제품 테스트는 전고체 배터리 상용화를 향한 중요한 이정표이지만, 현재 수준은 자사 및 경쟁사들의 기술 검증 단계와 유사한 범주로 평가됩니다. 완전한 전고체 셀을 실제 차량에 적용했다는 점에서 기술적 진전은 분명하지만, 타사 대비 획기적 우위를 확보했다기보다는 전고체 시대를 대비한 R&D 성과의 하나로 보는 것이 적절합니다.

주요 전고체 배터리 업체 개발 현황 비교

전고체 배터리는 액체 전해질을 고체로 대체하여 에너지 밀도와 안전성을 획기적으로 높일 차세대 기술로 각광받고 있습니다electrek.co. 이러한 잠재력 때문에 글로벌 완성차 업체들과 배터리 기업들이 앞다투어 전고체 배터리 상용화를 준비하고 있습니다. 아래 표는 현재 전고체 배터리 개발을 선도하는 주요 업체들의 기술 개발 상황, 파트너십, 시제품 공개 여부, 제조시설 투자, 상용화 목표 시점 등을 비교한 것입니다.

업체 (국가)파트너십 및 협력개발 단계 및 시제품파일럿/투자 현황상용화 목표 시점

토요타 (일본)	파나소닉(PPES 합작), Idemitsu 코산(황화물 전해질 공급)electrek.co 日 정부 지원 (METI 인증)global.toyotacbtnews.com	2020년대 초부터 소형 셀 시험 개발 2021년 컨셉 EV에 전고체 배터리 시연 (도쿄올림픽 시기 개념차)thedrive.com 최근 성능 20% 향상 돌파구 발표(2023년 6월)cbtnews.com	일본 내 파일럿 생산라인 구축 승인global.toyota 대규모 배터리 투자 (2030년까지 1.36조엔)	2026년 시험 생산, 2027년 첫 적용 차량 (하이브리드 가능성)cbtnews.com 2030년경 양산 확대(수년간 9GWh 규모)cbtnews.comcbtnews.com
닛산 (일본)	르노 등 얼라이언스 (내부개발 위주) 日 정부 지원 (NEDO 과제 등)	요코하마 공장에 파일럿 라인 구축 진행global.nissannews.com 2025년까지 파일럿 가동 예정batterytechonline.com “클라이맥스 단계”로 팩 설계 마무리 중insideevs.com	자체 R&D 투자 (EV용·하이브리드용 병행 개발) 파일럿 라인에서 소규모 생산 후 테스트	2028년도 말 첫 상용화 목표insideevs.com (FY2028=2029년 3월) EV 및 하이브리드 폭넓은 차종 적용 계획insideevs.com
폭스바겐-퀀텀스케이프 (미국)	VW가 3억 달러 투자, 기술제휴 (2018~)reuters.com 다른 협력: VW, 배터리 Blue Solutions와도 논의reuters.com	세라믹 분리막+액체 혼용 반(半)전고체 셀 개발reuters.com 2020년 SPAC 상장 후 개발 가속 2022년 말 A샘플 셀 VW 등에 공급reuters.com→ 수년간 테스트 예정	美 캘리포니아 QS-0 파일럿라인 가동, B샘플 생산 개시(2024년 10월)batteryindustry.net 세라믹 분리막 양산 공정 ‘Cobra’ 구축batteryindustry.net 2025년 B샘플 대량 생산 태세 확보batteryindustry.net	초기에는 2024년 양산 목표→지연reuters.com 2025~2026년 시범 공급, 2027년 이후 본격 양산 전망 (VW)reuters.comreuters.com (순수 전고체 아니며 추가 개발 필요reuters.com)
BMW-솔리드파워 (미국)	BMW, Ford가 주요 투자자 (파트너 JDA)solidpowerbattery.com SK On과도 전해질 협력 (2024~)solidpowerbattery.com	황화물계 전고체 셀 개발 (Li 금속 음극 연구) 20Ah급 A-샘플 셀 2023년 말 BMW 제공batteryindustry.net→ i7 시험차에 통합 테스트(세계 최초 올솔리드 EV)press.bmwgroup.com	美 콜로라도에 파ilot 라인 구축 (다층 셀 생산) BMW는 독자 파일럿 생산 기술이전 받음(2022)press.bmwgroup.com 미 에너지부 $5000만불 지원 선정 (전해질 생산)solidpowerbattery.comsolidpowerbattery.com	2025~2026년 사이 성능 개선 및 B-샘플 개발 2027년 이후 자동차용 본격 적용 목표 추정 (BMW는 2030년대 전망)insideevs.com (BMW 양산차 적용은 2030년대 중반 예상insideevs.com)
메르세데스-팩토리얼 (미국)	Mercedes-Benz, Stellantis, 현대차 등 투자·제휴reuters.comreuters.com ※ Stellantis €75M 투자(2021)reuters.com	고체+겔 혼합 전해질 기반 준전고체 셀 “FEST” 개발 에너지밀도 391Wh/kg 달성 (106Ah 셀)spectrum.ieee.org EQS 전기차 시제품에 탑재 도로시험 (2025년 초)spectrum.ieee.orgg-enews.com → 주행거리 약 25% 증가 (1000km) 실증g-enews.com	미국 보스턴에 파일럿 생산라인 구축 “FEST” 준전고체 셀은 기존 설비 80% 활용 가능 (전환비용 낮음)g-enews.com 완전 전고체(Solstice) 황화물 셀도 개발 중 (목표 500Wh/kg)spectrum.ieee.org	Stellantis: 2026년 시범 차량 테스트 예정reuters.com (Dodge EV 등) 2027~2028년 일부 양산차 탑재 목표 (벤츠/Stellantis/현대) ※구체적 차종 미공개
프로로그יום (대만)	Mercedes-Benz 전략투자 및 공동개발reuters.com VinFast와 JV 설립 MOU (베트남 생산)en.wikipedia.org 중국 OEM들과도 협의 추정	산화물계 세라믹 전고체 셀 기술 보유 수십 Ah급 대형 셀 시제품 공개 (상하이모터쇼 등) 에너지밀도 250~300Wh/kg급 개발 (Li 금속 음극) → 상용 전기차용 팩 프로토타입 발표 (중형차 대상)	대만에 1GWh급 파일럿 공장 가동 (타오위엔)reuters.com 첫 기가팩토리 (프랑스 덩케르크) 투자: €52억reuters.com → 2024년 착공, 2027년 양산 시작 예정reuters.com	2025년 전후 일부 파트너에 초도 공급 예상 VinFast 등 2025~26년 시범차 적용 가능성 프랑스 공장 2027년 대량생산→ 2028년경 상용 모델 적용 (메르세데스 등)
삼성 SDI (한국)	주요 완성차 5개사와 전고체 배터리 샘플 테스트 진행inews24.com (고객사 비공개) 국내 산학 협력 연구 (KAIST 등)	황화물계 전고체 배터리 셀 자체 개발 세계 최고 수준 에너지밀도 900Wh/L 달성 발표news.samsungsdi.com 2023년 고객사에 시제품 셀 공급 완료news.samsungsdi.com	수원 연구소에 파일럿라인 ‘S라인’ 구축 (6,500㎡ 규모)news.samsungsdi.com 2023년 말 기준 전고체 배터리 라인에 4500억 원 투자 결정inews24.com → 2차전지 증설 자금 통해 조달	2027년 양산 목표news.samsungsdi.com (세계 최초 양산 선언) → 양산 적용 스펙 확정 및 고객사 협의 진행 중inews24.com 초기에는 프리미엄 OEM 전기차 등에 공급 예상
CATL (중국)	항공우주 기업들과 협력 (배터리 인증 추진)reuters.com EV 제조사 다수 (테슬라, 지리 등 고객사)	‘컨덴스드(condensed) 배터리’ 기술 공개 (2023) → 고에너지밀도 반고체 배터리 (고농도 전해질) 에너지밀도 500Wh/kg 달성 (실험실)reuters.com → 소형 전기항공기 적용 가능 수준	기존 리튬이온 생산라인 일부 활용 대량생산 준비 완료 발표 (2023년 말)reuters.com 신규 리튬황화물 전해질 공장 건설 (일본 이데미츠 공급)electrek.coelectrek.co	2023년 내 EV용 양산 착수 발표reuters.com (실제 상용화 여부 지켜봐야) 우선 항공분야에 시범 적용 후 EV 확대 계획reuters.com

 

※ 상기 표의 '전고체'에는 순수 고체 전해질 외에 일부 젤/액상 혼용된 준(準)전고체 사례도 포함되었으며, 각 기술의 성격에 따라 구분 표시함.

표에서 보듯, 토요타는 일본 정부의 지원 하에 가장 구체적인 로드맵을 가진 선도주자로 평가됩니다. 2026년부터 전고체 배터리 생산을 시작하여 2027년에 전고체 배터리 탑재 차량을 출시하겠다고 발표했으며, 이때 첫 적용 차량은 대형 EV보다는 하이브리드차가 될 가능성도 언급됩니다cbtnews.com. 닛산 역시 2028년 회계연도 말(2029년 3월경)을 목표로 전고체 배터리를 개발 중이며, 파일럿 공장이 가동 단계에 있습니다insideevs.com.

미국의 스타트업들도 주요 완성차사의 지원을 받아 경쟁 중입니다. **퀀텀스케이프(QS)**는 폭스바겐의 후원을 받아 비교적 일찍부터 개발에 착수했으나, 순수 전고체가 아닌 세미(semi) 전고체 방식으로 2022년 소규모 프로토타입을 내놓은 상태이며reuters.com, 초기 예상보다 개발이 지연되어 상용화 시점이 당초 2025년에서 더 늦춰질 전망입니다reuters.com. 솔리드파워는 BMW, Ford 등의 투자를 등에 업고 순수 전고체 셀을 개발하고 있으며, 앞서 살펴본 대로 2025년 현재 BMW i7 테스트카를 운영할 만큼 진전을 보였습니다. 다만 BMW는 해당 기술의 양산 적용은 10년 이상 먼 미래로 보고 있어insideevs.com, Solid Power의 기술 역시 추가 개선과 스케일업을 거쳐 2027~2030년 사이에나 비로소 고객사 차량에 채택될 것이라는 견해가 많습니다.

팩토리얼 에너지는 메르세데스-벤츠와 스텔란티스, 현대차 등 다수 OEM의 투자를 받은 유망 기업으로, 리튬 금속 음극 기반 준전고체 배터리를 2025년 초 메르세데스 EQS 시범차에 장착하여 도로 주행 테스트를 시작했습니다g-enews.com. 이 배터리는 에너지 밀도를 크게 높여 주행거리를 약 25% 향상시켰으며g-enews.com, 2026년에는 스텔란티스의 Dodge 전기차 시범 운행도 예정되어 있습니다reuters.com. 팩토리얼은 향후 4~5년 내 황화물계 완전 전고체(Solstice) 배터리로 500Wh/kg 급 에너지밀도를 달성하겠다는 목표도 밝혔습니다spectrum.ieee.org.

대만의 프로로그יום은 비교적 일찍부터 전고체 (산화물계) 기술을 축적한 업체로, 프랑스에 대규모 기가팩토리 건설을 결정하며 2027년부터 양산을 시작할 계획입니다reuters.com. 메르세데스-벤츠가 여기에 전략 투자하여 이사회에 합류했으며 공동 개발을 진행 중이고reuters.com, 베트남 VinFast와는 합작법인으로 현지 생산을 추진하는 등 글로벌 파트너십을 통해 시장 진입을 노리고 있습니다en.wikipedia.org.

국내 기업인 삼성SDI는 국내 배터리 3사 중 전고체에 가장 적극적으로 평가받으며m.ceoscoredaily.com, 2022년부터 전고체 배터리 전용 파일럿 라인을 구축하고 2023년에 이미 5개 완성차 업체에 시제품을 공급하여 성능 평가를 진행하는 등 빠르게 움직이고 있습니다news.samsungsdi.cominews24.com. 목표는 2027년 세계 최초로 전고체 배터리 양산을 실현하는 것이며news.samsungsdi.com, 이를 위해 4500억 원을 투자하는 등 대규모 자본을 투입하고 있습니다inews24.com. LG에너지솔루션과 SK온도 전고체 전지의 차세대 핵심기술(예: 무음극 설계, 고속 충전 등)을 연구하며 각각 2030년 전후 상용화를 내다보고 있으나, 아직 구체적인 양산 로드맵을 공개하지는 않았습니다.

한편 중국에서는 CATL 등 선두 배터리 기업들이 고에너지 밀도 반고체 배터리 상용화를 서두르고 있습니다. CATL이 2023년 발표한 “컨덴스드” 반고체 배터리는 에너지밀도 500Wh/kg에 달하는 혁신적 셀로, 전고체와 유사한 특성을 지닌 반고체 전지로 분류됩니다reuters.comreuters.com. CATL은 이 배터리를 전기 항공기 등에 활용할 수 있다고 강조하며, 곧 전기차용으로도 양산 가능하다고 주장했습니다reuters.comreuters.com. 다만 이 기술은 전해질 일부가 액상인 준전고체 형태이고, 발표 직후 실제 양산차에 적용되었다는 소식은 아직 없어서 추이를 지켜볼 필요가 있습니다. 한편 중국 전기차업체 **니오(Nio)**는 이미 2022년에 **반고체 배터리(고체+겔 전해질 혼용)**가 적용된 150kWh 배터리 팩을 공개하고 일부 차량에 적용해 상용화한 사례도 있습니다reuters.com. 니오의 배터리는 흑연 음극 기반이라 에너지밀도 향상은 제한적이지만, 이러한 “하이브리드 전고체” 접근법으로 중국 업체들이 상용 제품을 내놓기 시작했다는 점도 주목됩니다.

누가 가장 먼저 상용화할 것인가 – 선도 업체 및 요인 분석

현재 공개된 계획을 종합하면, 가장 빠르게 전고체 배터리를 현실에 도입할 것으로 예상되는 업체는 토요타를 비롯한 일본계 완성차 기업들로 꼽을 수 있습니다. 그 이유는 기술 진척도와 더불어 정부의 전략적 지원, 대규모 투자, 그리고 구체적인 생산 일정이 결합되어 있기 때문입니다. 토요타는 2027년에 전고체 배터리를 탑재한 차량 출시를 공식화하며, 일본 정부는 핵심 소재 공급망(예: 리튬 황화물 전해질 공장)을 뒷받침하는 등 산업 생태계를 구축하고 있습니다electrek.coelectrek.co. 닛산 역시 2028년을 목표로 파일럿 설비와 제품 개발을 가시화하고 있어, 일본 완성차 업계가 비교적 구체적인 로드맵을 제시한 상황입니다insideevs.com.

스타트업과 해외 업체들 중에서는 팩토리얼과 솔리드파워가 OEM과 협력하여 파일럿 단계에서 실제 차량 테스트까지 나아간 점이 돋보입니다g-enews.compress.bmwgroup.com. 스텔란티스-팩토리얼은 2026년에 데모 차량을 선보이고 2027년경 양산차에 적용하겠다는 목표로, 다수의 글로벌 브랜드(푸조, 크라이슬러 등 산하 브랜드)를 통해 광범위한 활용을 노릴 것으로 보입니다reuters.com. BMW-솔리드파워는 기술적 “올솔리드”를 구현했지만 상용 시점은 보수적으로 잡고 있어 (2030년대 초중반)insideevs.com, 양산 준비 측면에서는 토요타·스텔란티스보다 한발 늦을 전망입니다. 삼성SDI의 경우 셀 자체 개발 역량과 고객사를 확보한 강점을 갖추고 있어 2027년 세계 최초 양산을 노리고 있으나news.samsungsdi.com, 결국 실제 완성차에 채택되어 시장에 등장하는 시점은 해당 고객사들의 차량 개발 일정에 달려 있습니다. 만약 삼성SDI가 공급한 전고체 배터리를 BMW나 Stellantis 등의 2027년형 모델에 탑재할 수 있다면 최초 상용화 타이틀을 가져갈 수도 있습니다.

중국 CATL은 반고체 기술로 전기 항공기 등 틈새 시장을 선제 공략할 가능성이 있습니다reuters.com. 항공용 배터리는 안전성과 경량화가 절대적으로 중요하기 때문에, 다소 높은 비용을 감수하고서라도 전고체에 준하는 고성능 배터리를 먼저 채택할 수 있는 분야입니다. CATL이 발표한 500Wh/kg급 배터리가 계획대로 항공기용으로 인증을 받고 상용화된다면, 전고체 기술의 첫 적용 무대가 자동차가 아닌 항공이 될 가능성도 있습니다. 다만 대형 항공기보다 소형 드론이나 eVTOL(전기 수직이착륙기) 같은 신흥 시장에서 먼저 쓰일 전망입니다.

결론적으로, 가장 유력한 전고체 배터리 초기 상용화 시장은 승용차 분야, 그 중에서도 하이브리드 및 고급 전기차 분야가 될 것으로 예상됩니다. 토요타처럼 하이브리드차에 비교적 소형의 전고체 배터리를 먼저 적용하는 전략은 비용과 안정성 측면에서 현실적인 접근으로 평가받습니다cbtnews.com. 고급 EV의 경우 주행거리 향상과 차별화를 위해 초기 고가의 전고체 배터리를採용할 가능성이 있습니다. 버스와 상용차 부문은 이미 프랑스 볼로레社의 고분자 전고체 배터리가 전기버스에 탑재된 사례가 있지만(예: 다임러 eCitaro 버스)reuters.com, 에너지밀도와 온도조건 제약으로 널리 쓰이지는 못했습니다. 향후 비용이 낮아지고 기술이 성숙하면 대형 상용차에도 전고체 배터리가 확대될 수 있으나, 승용차보다 수년 뒤일 가능성이 큽니다. 항공 분야는 앞서 언급한 바와 같이 소형 항공기·드론에서 전고체 배터리의 높은 에너지밀도를 활용하려는 시도가 가장 먼저 이루어질 수 있습니다. 한편 에너지 저장장치(ESS) 시장은 중량·부피 제약이 적고 기존 리튬이온배터리로도 충분한 성능을 내고 있어, 전고체 배터리의 조기 도입 우선순위는 낮은 편입니다. 다만 화재 안전성과 수명 향상이 입증된다면 향후 전고체 배터리가 건물용 고안전 ESS나 특수 저장장치 등 틈새 용도로 채택될 가능성은 있습니다.

요약하면, 전고체 배터리는 우선 자동차 분야에서 가장 빠르게 상용화의 물꼬를 틀 전망이며, 특히 2027~2028년경 일본과 미국·유럽의 일부 완성차에서 초기 제품을 출시할 가능성이 높습니다. 이는 기술 개발 속도, 파트너십을 통한 고객사 확보, 정부 지원, 생산설비 투자 등이 종합적으로 작용한 결과입니다. BMW-Solid Power의 이번 시제품 실차 테스트는 이러한 큰 흐름 속에서 전고체 상용화를 향한 의미 있는 진전이지만, 업계 전반의 개발 수준과 보조를 맞춘 초기 검증 단계로 해석됩니다. 향후 5년간 전고체 배터리 기술 경쟁이 본격화됨에 따라, 먼저 상용화에 성공한 업체는 전기차 시장에서 기술 선도 이미지와 전략적 우위를 점할 것으로 기대됩니다. 반대로 기술 장벽과 양산화의 어려움으로 상용화가 지연된다면, 당분간은 기존 리튬이온 배터리와 병행하는 과도기가 지속될 수도 있습니다. 결국 전고체 배터리의 첫 상용화 분야는 가장 수요가 절실하고 실현 가능성이 높은 승용 전기차가 될 것이며, 이후 버스·항공·ESS 등으로 응용이 확산되는 순차적 전개를 전망해볼 수 있습니다.

출처: 다양한 국내외 언론 보도 및 기업 발표자료 (BMW 그룹 보도자료press.bmwgroup.com, InsideEVsinsideevs.com, Electrekelectrek.co, Reutersreuters.comreuters.com, Global Newswire/CBT Newscbtnews.comcbtnews.com, 삼성SDI 뉴스룸news.samsungsdi.com 등). 각주된 번호【】를 통해 상세 내용을 확인할 수 있습니다.