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<2026> 전고체전지 제조기술현황-주요업체동향 및 시장전망(~2040)

전고체전지는 기존 리튬이온전지의 구조적 한계를 극복하기 위한 차세대 배터리로, 제조기술의 혁신이 상용화의 핵심 변수로 작용하고 있다. 고체전해질은 세라믹(산화물), 황화물, 고분자 등으로 구성되며, 액체 대비 누액 및 화재 위험이 낮고 리튬 금속 음극 적용이 가능해 에너지 밀도를 크게 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 이러한 구조적 장점에도 불구하고 고체-고체 계면에서의 접촉 저항, 제조 공정의 복잡성, 대면적 균일화 문제 등이 기술적 난제로 남아 있다.

전고체전지 제조기술의 핵심은 크게 전극-전해질 복합화, 고밀도화 공정, 그리고 셀 적층 및 패키징 기술로 구분할 수 있다. 먼저 전극 제조 단계에서는 활물질과 고체전해질을 혼합한 복합 전극 구조를 형성해야 하며, 이를 위해 슬러리 코팅, 건식 혼합, 테이프 캐스팅 등 다양한 공정이 적용되고 있다. 특히 최근에는 용매를 사용하지 않는 건식 전극 기술이 주목받고 있으며, 이는 공정 단순화와 비용 절감 측면에서 중요한 의미를 가진다.

다음 단계인 고밀도화 공정에서는 전극과 고체전해질 간의 밀착도를 높이기 위해 프레스 기술이 활용된다. 대표적으로 등방압 공정(CIP, WIP, HIP)이나 롤프레스 기술이 적용되며, 이러한 공정은 계면 저항을 낮추고 이온전도 경로를 확보하는 데 핵심적인 역할을 한다. 특히 온간등방압(WIP) 기술은 비교적 낮은 온도에서 균일한 압력을 가해 전극 밀도를 향상시키는 기술로, 최근 주요 기업들이 적극적으로 도입하고 있다.

글로벌 배터리 기업과 자동차 OEM들은 이러한 제조기술 확보를 위해 적극적인 투자를 진행하고 있다. Toyota는 황화물계 전고체전지를 중심으로 프레스 기반 제조 공정을 고도화하고 있으며, Honda와 Nissan 역시 파일럿 라인을 통해 전고체 셀 생산 기술을 검증하고 있다. 한국 기업 중에서는 삼성SDI와 SK On이 각각 황화물계 및 복합계 전고체전지 개발을 추진하면서 등방압 및 롤프레스 기술을 핵심 제조 공정으로 채택하고 있다.

현대자동차 또한 배터리 내재화를 목표로 파일럿 생산라인을 구축하고 전고체전지 상용화를 준비 중이다. 이처럼 OEM과 배터리 기업 간 협력 구조가 강화되면서, 전고체전지는 단순한 소재 혁신을 넘어 ‘제조기술 경쟁’의 영역으로 빠르게 이동하고 있다.

특히 최근 중국 업체들의 전고체전지 개발 속도는 매우 빠르게 증가하고 있다. CATL, BYD 등은 기존 리튬이온전지에서 확보한 대규모 생산 역량을 기반으로 차세대 배터리로의 전환을 가속화하고 있으며, 동시에 소재·장비·재활용까지 포함한 수직계열화를 구축하고 있다. 예를 들어 중국은 배터리 원가 절감을 위해 LFP 배터리와 같은 저가형 기술을 빠르게 확산시켜 시장 점유율을 확대해 왔으며, 이러한 전략은 전고체전지 분야에서도 그대로 적용되고 있다. 또한 장비 분야에서도 등방압 설비, 프레스 장비, 코팅 및 적층 장비 등 핵심 공정 장비를 자체 개발하는 기업들이 증가하고 있으며, 이는 향후 글로벌 공급망 경쟁에서 중요한 요소로 작용할 것으로 보인다.

결과적으로 전고체전지 제조기술은 단순한 배터리 공정 기술이 아니라, 미래 모빌리티 산업 전반의 경쟁력을 좌우하는 핵심 인프라 기술로 자리 잡고 있다. 소재, 공정, 장비, 시스템 통합 기술이 동시에 요구되는 고난도 산업이며, 이를 선점하는 기업이 향후 전기차뿐 아니라 로봇, 항공 모빌리티, 에너지 저장 시장까지 주도할 가능성이 높다. 현재는 파일럿 라인 중심의 기술 검증 단계에 머물러 있지만, 2030년 전후로 양산이 본격화될 경우 제조기술의 완성도가 시장 경쟁력을 결정짓는 핵심 요소가 될 것이다.

본 보고서는 현재 제조기술이 어느 수준까지 와 있는지를 특허 및 각종 정보를 바탕으로 예측하고, 전고체전지를 제조하기 위한 재료와 공정기술의 이슈를 정리함과 동시에 이에 대한 적절한 해결방안을 제시하고자 한다.

구체적으로, 전고체전지에 관한 특허/논문분석을 통해 각국별 출원분야의 강점 분야를 파악하고, 주요 기업들 특허분석을 통해 각 사의 제조기술을 알아보았고, 문헌 및 발표에 나온 제조기술 및 방법에 대한 고찰을 통해 장단점을 확인하고 적합한 제조공정에 어떤 것이 있는지 살펴보았다.

 본 보고서의 Strong Point

①    전고체전지 기술동향 및 시장전망

②    고체전해질에 대한 전반적인 이슈 및 해결방안 제시

③    고체전해질을 전지에 적용 시 셀 구성 및 고려사항

④    주요 OEM들의 전고체전지 셀 제조기술 및 제조공정

   ⑤    TOYOTA, HONDA, SDI 등 주요기업 제조기술 동향