PwC컨설팅의 최신 보고서에 따르면, 로봇과 드론 등 피지컬 AI 기술이 상용화 단계로 접어들면서 배터리가 주요 제약 요소로 부각되고 있다. 현재 많은 휴머노이드 로봇은 한 번의 충전으로 2~4시간 정도만 작동할 수 있어, 이를 산업 현장에서 지속적으로 활용하는 데에는 기술적인 한계가 존재한다. 이러한 문제는 전고체 배터리를 통한 해결책으로 제시되며, 전기차보다 피지컬 AI 분야에서의 필요성이 더욱 크다는 분석이 등장하고 있다.
PwC컨설팅은 최근에 발표한 ‘전고체: 한걸음 더 가까워진 꿈의 배터리’라는 보고서에서, 전고체 배터리의 전략적 중요성과 글로벌 기술 경쟁을 진단했다. 보고서에 따르면, 현재 많은 휴머노이드 로봇은 배터리의 크기와 무게 제약으로 인해 빈번한 충전에 의존하고 있으며, 이로 인해 작업 연속성이 저하되고 유휴 시간이 발생하는 등 실질적인 산업 활용에 제약이 따르고 있다. 특히 피지컬 AI의 상용화 경쟁에서 “한 번 충전으로 오랜 지속 시간을 갖는 고에너지 밀도 배터리”가 승부처가 될 것이라고 강조하고 있다.
전고체 배터리는 기존 리튬이온배터리의 액체 전해질을 고체 전해질로 대체함으로써, 안전성과 에너지 밀도를 동시에 높일 수 있는 차세대 배터리로 평가받고 있다. 보고서는 전고체 배터리가 리튬이온배터리보다 2~3배 높은 에너지 밀도를 달성할 가능성을 제시하며, 고안전성과 에너지 효율을 요구하는 피지컬 AI 분야에서 적합성을 더욱 부각시킬 수 있다고 설명했다. 그러나 전고체 배터리가 널리 사용되기까지는 전기차 보다는 성능 가치가 우선되는 영역에서 먼저 상용화될 가능성이 크다는 분석이다.
또한, 전고체 배터리를 둘러싼 글로벌 경쟁이 치열하게 진행되고 있다. 일본은 ‘차세대 전고체 배터리 민관 실증 프로젝트(SoliD‑NEXT)’를 통해 기술 완성을 향해 나아가고 있으며, 중국은 기술 표준 제정을 통해 글로벌 표준 권한을 갖기 위해 노력하고 있다. 한편 한국은 전고체 관련 특허 출원이 증가하고 있지만, 여전히 개발과 상용화 속도 면에서 이들 국가에게 뒤처져 있다는 평가를 받고 있다.
이와 관련해, 국내 배터리 및 완성차 기업들은 오는 2027~2030년을 목표로 전고체 배터리 대량 생산을 위해 개발 경쟁을 벌이고 있다. 글로벌 기업인 도요타, CATL, BYD, 고션, 팩토리얼 등도 활발히 연구개발에 나서고 있으며, 삼성SDI, LG에너지솔루션, SK온, 현대자동차 등 국내 기업들도 전고체 배터리를 개발 중이다. 보고서는 이러한 경쟁이 원자재, 고체 전해질, 배터리 셀 등 밸류체인 전반에 걸쳐 진행되고 있음을 강조하고 있다.
마지막으로, 이 보고서는 한국의 배터리 산업에 중요한 전환점이 될 수 있다고 평가하고 있다. 전고체 기술의 전환은 중국 중심의 소재 공급망 구조를 완화할 수 있는 기회가 될 가능성이 있으며, 특히 리튬메탈 음극과 무음극 구조가 기존 흑연 음극 의존도를 낮출 수 있어 공급망 리스크를 완화하고 ‘K-배터리 프리미엄’ 강화에 기여할 수 있도록 해야 한다고 지적했다. 또한, 전고체 배터리 기술이 아직 초기 단계에 있는 만큼, 기술 리더십과 시장 주도권 확보를 위해 국제 표준화에서 한국의 영향력을 조기에 강화해야 한다는 권고도 포함되어 있다.
