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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 금주 중국본토 A주에서 전고체 배터리 랠리가 이어지고 있다. '꿈의 배터리'로 불려온 전고체 배터리가 드디어 연구실을 벗어나 현실세계로 진출하는 '상용화'에 대한 기대감이 커져서다.

최근 핀란드 배터리 스타트업 '도넛 랩(Donut Lab)'이 금주 미국 라스베이거스에서 열리는 '소비자가전전시회(CES) 2026'에서 "세계 최초로 양산 가능한 전고체 배터리를 공개할 예정"이라고 밝힌 것이 그 배경이 됐다.

향후 기술경쟁의 치열한 격전지가 될 전고체 배터리에 대한 글로벌 기업의 개발 경쟁이 본격화되는 가운데, 중국의 다수 기업들도 전고체 배터리 상용화를 앞당기기 위해 공격적인 개발과 투자를 이어가고 있다.

A주 시장에서 높은 잠재 성장성을 보유한 것으로 평가 받는 전고체 배터리 테마주를 선별해보고, 이를 통해 2026년 투자 포트폴리오 구성의 팁을 제공하고자 한다.

◆ '세계 최초 양산형 전고체배터리' 등장

도넛 랩이 개발한 전고체 배터리의 강점은 '전방위적 초월'에 있다. 에너지 밀도, 충전 속도, 사이클 수명, 극한 환경 적응성 등에서 기존 리튬 배터리의 기술적 병목을 모두 돌파했다는 평가가 나온다.

승용차뿐 아니라 전동 오토바이, 대형 트럭, 심지어 건설·공정 기계 장비에도 적용 가능한 이 전고체 배터리는 전기차 산업에 대한 대대적인 변화의 기대감을 불러 일으키고 있다.

도넛 랩이 개발한 전고체 배터리는 400Wh/kg의 에너지 밀도를 제공해 리튬이온 배터리(이론상 최대 300 Wh/kg) 더 긴 주행거리, 더 가벼운 구조 그리고 차량 및 제품 설계에서 전례 없는 유연성을 구현했다.

5분이면 완전 충전이 가능하고 충전을 80% 이내로 제한할 필요가 없으며, 안전하고 반복 가능한 완전 방전(전량 방전)을 지원한다.

전통적인 리튬이온 배터리와 달리, 해당 전고체 배터리는 수명 기간 동안 용량 저하가 극히 작고 설계 수명이 최대 10만회 사이클에 달해, 제공되는 실사용 수명이 기존 기술을 크게 상회하는 것으로 알려졌다.

배터리 안전 측면에서는, 해당 전고체 배터리에 가연성 액체 전해질이 없고, 열폭주 연쇄 반응이 발생하지 않으며, 리튬 금속 덴드라이트(충∙방전 과정에서 음극표면에 생기는 가지 모양의 결정체)도 없다고 밝혔다. 덴드라이트가 발생하면 내부 단락이 일어나 폭발 가능성이 높아지고, 배터리 수명을 급격히 단축시킨다. 리튬이온 배터리에서 발생하는 덴드라이트 문제를 제거해 배터리 화재의 주요 근원을 해결했다는 설명이다.

도넛 랩은 해당 배터리 성능이 극한 조건에서 엄격한 시험을 거쳤다고 밝혔다. 극한의 혹한(−30℃) 환경에서도 이 배터리는 99% 이상의 용량을 유지한다. 온도를 100℃ 넘게 가열해도 99% 이상의 용량을 계속 유지하며, 발화나 성능 저하 징후가 전혀 없는 것으로 전해진다.

주목할 점은 원재료와 비용 측면이다. 도넛 랩은 자사의 전고체 배터리가 매장량이 풍부하고 가격이 저렴하며 지정학적으로도 안전한 소재로만 구성돼 있고, 희소하거나 민감한 원소에 의존하지 않으며, 리튬이온 배터리보다 더 낮은 비용이 소요된다고 소개했다. 다만 해당 전고체 셀을 생산하는 데 필요한 구체적인 소재는 명확히 밝히지 않았다.

도넛 랩이 개발한 전고체 배터리는 핀란드 전기 오토바이 제조사 버지 모터사이클(Verge Motorcycles)의 전기 오토바이 'TS 프로(TS Pro)'와 '울트라(Ultra)' 두 모델에 탑재될 예정이다. 최신 전고체 배터리 기술이 최초로 적용된 버지 전기 오토바이는 올해 1분기에 출시된다.

해당 전기 오토바이는 10분 이내에 충전을 완료할 수 있고, 충전 1분당 종합 주행거리는 최대 60 km에 달한다. 장거리 주행 버전은 1회 충전으로 600 km를 주행할 수 있다.

화복증권(華福證券)은 최신 리포트에서 전통적인 리튬이온 배터리는 가연성 액체 전해질을 사용하며, 에너지 밀도가 이미 이론적 한계인 300 Wh/kg에 근접해 스마트 전기차, 전동 항공기, 스마트 단말기 등 시나리오에서 요구되는 더 높은 에너지 밀도와 안전성 수요를 충족하기 어렵다고 지적했다.

이에 반해 전고체 배터리는 이론적으로 높은 에너지 밀도와 높은 안전성을 동시에 구현할 수 있어 전 세계적으로 공인된 게임체인저 기술이 될 것이라고 강조했다. 특히, 2027년은 국내외 기업들이 공통적으로 예상하는 전고체 배터리 소량 양산의 관건이 되는 시기가 될 것으로 내다봤다.

애건증권(愛建證券)은 전고체 배터리 상용화가 속도를 내고 있는 가운데, 이 기관은 전고체 배터리 소재 측면에서 황화물계 전해질과 리튬금속-실리콘 화합물 음극소재 채택 가능성이 비교적 높다고 진단했다. 황화물계 전해질은 기계 성능을 한층 더 높여주고 이온 전도도가 높아 계면(인터페이스) 문제를 효과적으로 완화하면서 이온 전달에도 유리해 적용 잠재력이 크다는 설명이다.

전고체 배터리의 산업화가 한 단계 더 진행되면 이러한 업스트림 원자재 분야를 비롯해 전고체 배터리 셀(전지) 제조사가 우선적으로 수혜를 볼 것으로 예상된다. 여기에 신규 공정 설비 수요가 시장의 새로운 성장 공간을 열어줄 것으로 기대돼 생산라인과 관련한 설비 업체가 우선적으로 수혜를 볼 수 있다.

<최초 양산용 전고체배터리 등장② 2026년 고성장 기대 A주 테마주>로 이어짐.

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pxx17@newspim.com