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보고서에 따르면 현재 휴머노이드 로봇은 제한된 탑재 공간과 무게 제약 탓에 잦은 충전·교체가 불가피한 구조다. 이로 인해 작업 연속성이 떨어지고 유휴 시간이 발생해 실제 산업 현장 적용에 제약이 뒤따른다는 분석이다. 보고서는 피지컬 AI 상용화 경쟁의 승부처로 ‘한 번 충전으로 오래 구동되는 고에너지 밀도 배터리’를 꼽았다.
전고체 배터리는 리튬이온배터리의 핵심 구성 요소인 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 차세대 배터리로, 안전성과 에너지 밀도를 동시에 높일 수 있는 기술로 평가된다. 보고서는 전고체 배터리가 기존 리튬이온배터리 대비 에너지 밀도를 2~3배까지 끌어올릴 잠재력을 지니고 있으며, 높은 안전성과 에너지 효율을 동시에 요구하는 피지컬 AI 영역에서 적합성이 더욱 부각될 수 있다고 설명했다.
다만 확산 경로는 전기차가 아닌 ‘성능 가치’가 우선되는 분야에서 먼저 열릴 가능성이 크다는 진단이다. 보고서는 전고체 배터리의 kWh당 가격이 현재 리튬이온배터리의 약 5~6배 수준으로 추정되는 만큼, 상용화 초기에는 높은 비용을 감수하더라도 성능이 더 중요한 로봇·드론·항공우주·방위산업 분야에서 제한적 도입이 먼저 나타날 것으로 내다봤다. 반면 전기차 시장은 가격 민감도가 높고, 전고체 배터리가 기존 리튬이온 기반 차량 플랫폼·안전 인증·규격 체계와 상충할 수 있어 본격 확산까지는 시간이 더 걸릴 것으로 전망했다.
전고체 배터리를 둘러싼 글로벌 경쟁도 속도를 내고 있다. 일본은 ‘차세대 전고체 배터리 민관 실증 프로젝트(SoliD_NEXT)’ 등을 통해 기술 성숙도를 끌어올리며 선도적 입지를 공고히 하고, 중국은 전고체 표준 제정을 통해 글로벌 ‘룰 메이커’ 지위 확보를 노리고 있는 것으로 전해졌다. 한국은 관련 특허 출원이 빠르게 늘고 있으나, 개발 속도와 투자 규모 측면에서는 아직 추격 국면에 있다는 평가다.
보고서는 이러한 변화가 한국 배터리 산업에 중요한 전환점이 될 수 있다고 평가했다. 전고체 기술 전환은 그간 중국 중심으로 형성된 소재 공급망 구조를 일부 완화할 수 있는 기회가 될 뿐 아니라, 전고체에서 주목받는 리튬메탈 음극·무음극 구조가 기존 흑연 음극 의존도를 낮출 잠재력이 있어 공급망 리스크 완화와 ‘K-배터리 프리미엄’ 강화를 동시에 뒷받침할 수 있다는 분석이다.
아울러 전고체 배터리 기술이 아직 초기 단계에 있는 만큼, 기술 리더십과 시장 주도권 확보를 위해 국제 표준화 무대에서 한국의 영향력을 선제적으로 키울 필요가 있다고 조언했다. 이를 위해 보고서는 △전고체를 계기로 한 공급망 재검토·전환 △국제 기술 표준화 주도 △전방 산업과의 전략적 융합 △실효성 있는 자금·정책 지원 등을 주요 과제로 제시했다.
정우철 PwC컨설팅 파트너는 “AI·반도체에 쏠린 투자·정책 흐름 속에서 2차전지 산업의 전략적 가치도 함께 조명해야 할 시점”이라고 말했다.
