[인터뷰]"전고체 배터리는 정해진 미래…고체 전해질 가격 수직낙하할 것" 신동욱 솔비스 대표

"현재의 10배 정도 되는 규모의 2공장 건설을 위해 이미 인근에 부지까지 확보했습니다. "

18일 강원도 횡성 우천산업단지에서 열린 횡성공장 준공식 및 초도물량 출하식에서 만난 신동욱 솔리비스 대표는 이미 2공장 건설에 대한 비전을 밝혔다.

솔리비스는 전고체 배터리의 핵심 소재인 황화물계 고체 전해질을 개발하는 곳이다. 지난해 5월 착공한 솔리비스 횡성 공장은 1년 반 만에 건설과 장비 설치를 마치고 이날 초도물량을 고객사에 전달하는 기념행사를 개최했다. 행사에는 김명기 횡성군수를 포함해 약 140여명이 참석했다.

전고체 배터리는 유기질의 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용해 화재 위험을 줄이고 에너지밀도를 높인 차세대 배터리다. 고체 전해질은 황화물계, 산화물계, 폴리머계 등 3종류가 있다. 이중 유연성이 좋아 제작이 편리하고, 이온 전도도가 우수한 황화물계가 선호되고 있다.

이날 준공식을 가진 솔리비스 횡성 공장은 연산 42만t의 황화물계 고체 전해질을 생산할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 이는 현재까지 국내 최대 규모다.

이곳에서 생산한 고체 전해질은 국내외 주요 배터리 및 자동차 제조사의 샘플 및 파일럿 공정에 제공된다. 솔리비스는 그동안 경기 하남에 있는 중앙연구소 파일럿 시설에서 제품을 생산했으나 고객 수요가 늘면서 횡성공장을 건설하게 됐다고 설명했다.

이날 공개된 횡성공장의 생산 공장은 1층 규모로 예상보다 규모가 작았다. 솔리비스 측은 습식공정을 이용했기 때문에 드라이룸 공간을 최소화할 수 있었다고 설명했다. 드라이룸을 설치, 유지하는 데 드는 비용도 절감할 수 있었다.

지금까지 경쟁사들은 건식 방식으로 고체 전해질을 생산했다. 황 성분은 수분에 노출될 경우 독성 물질인 황화수소(H2S)를 생성하기 때문에 건식 공정에서는 대형 드라이룸이 필요하다.

습식 공정은 원료가 되는 물질을 용매에 넣고 섞은 뒤 열처리하는 방식을 말한다. 기존에는 습식의 경우 이온 전도도가 떨어졌으나 솔리비스는 자체적으로 개발한 기술을 이용해 이온 전도도를 12밀리지멘스(mS)/cm까지 높였다고 설명했다.

전고체 배터리 상용화의 가장 큰 장애물로 여겨지는 것이 높은 가격이다. 아직 대량 양산 공정이 개발되지 않았기 때문에 소재 기업들도 규모의 경제를 갖추지 못했다. 고체 전해질의 가격도 비싸다.

신 대표는 "작년 초만 해도 ㎏당 800만원이었으나 지금은 3분의 1 수준으로 낮아졌다"며 "일단 규모의 경제를 갖추기 시작하면 가격은 말도 안 되는 속도로 떨어질 것"이라고 전망했다. 원료가 되는 황화리튬 가격도 대량 생산 체계가 갖춰지면 '수직 낙하'할 것으로 예상했다.

솔리비스가 목표로 하는 고체 전해질 가격은 ㎏당 4만원 수준이다. 이마저도 현재 리튬이온배터리에 쓰이는 액체 전해질에 비해 비싸지만 고체 전해질은 분리막까지 대체할 수 있다는 점을 감안하면 충분히 가격 경쟁력이 있다는 것이 신 대표의 설명이다.

신 대표는 2027년에는 전고체 배터리를 탑재한 데모 버전의 전기차들이 선보일 것으로 기대했다. 그는 "전고체 배터리가 차세대 전지로 낙점된 것은 기정사실"이라며 "지금은 파일럿 단계지만 2027년에는 자동차 회사들도 서서히 양산 계획을 수립할 것"이라고 전망했다.

솔리비스는 전고체 배터리의 시장이 개화할 경우 언제든지 생산량을 확대할 수 있도록 2공장 부지도 미리 마련했다. 신 대표는 "지금보다 생산량을 약 10배 확대할 계획"이라며 "내년 시리즈C 투자 유치에 성공한다면 10월에는 착공할 수 있을 것"이라고 말했다.

솔리비스는 '3세대 습식합성 양산플랫폼' 등 현재 100개 이상의 전고체전지 원천기술 핵심특허를 확보하고 있다. 이외에 완화된 습도 조건에서도 황화물계 고체 전해질을 생산할 수 있는 기술, 고체전해질 기반의 음극 소재 기술을 추가로 연구하고 있다.

신동욱 대표는 한양대학교 신소재공학부 교수로도 재직중이다. 20여년간 쌓은 고체 전해질 기술을 바탕으로 2020년 솔리비스를 창업했다. 솔리비스는 지난해까지 누적 422억원을 투자받았다. 올해에는 지난 9월 최대 200억원 규모의 스케일업 자금을 지원받을 수 있는 중소벤처기업부 글로벌 유니콘 기업 육성 '특별보증 사업'에 예비 유니콘 기업으로 선정됐다.

한편, 국내에서는 삼성SDI가 전고체 배터리 파일럿 공장을 운영하고 있으며 LG에너지솔루션, SK온도 전고체 배터리를 연구개발하고 있다. 자동차 기업중에서는 현대차그룹, 일본 도요타자동차 등이 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 개발하고 있다.