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[서울=뉴스핌] 김현영 기자 = 미국 전고체 배터리 분야의 선두주자 퀀텀스케이프(종목코드: QS)가 일본 혼다자동차와 공동연구 협약을 체결하면서, 시장의 시선이 다시 이 회사로 쏠리고 있다. 18일(현지시간) 뉴욕증시에서 퀀텀스케이프 주가는 전일 대비 16.52% 급등한 8.04달러로 장을 마쳤다. 같은 날 S&P 500 지수가 1.08% 오르는 데 그쳤다는 점을 감안하면, 이날의 급등은 단순한 시장 흐름에 편승한 결과가 아니라 협약 자체가 갖는 무게를 반영한 것으로 풀이된다.

◆ 혼다의 까다로운 검증을 통과하다

이번 협약이 특히 주목받는 이유는 체결에 앞선 검증 과정에 있다. 혼다의 연구개발 자회사인 혼다기술연구소는 협약 이전에 퀀텀스케이프의 전고체 배터리 플랫폼에 대해 심층적인 실무 기술 검토를 진행했다. 다양한 표준 시험 항목에 걸쳐 경쟁사 기술과의 벤치마킹을 실시했고, 내구성 시험까지 포함된 이 일련의 과정은 업계에서도 상당히 엄격한 수준의 실사로 평가된다.

혼다기술연구소 탁월성 연구 센터의 오가와 아쓰시 최고운영책임자(COO)는 평가 과정에서 퀀텀스케이프의 기술이 설득력 있고 독보적인 강점을 보여줬다고 밝혔다. 그는 자동차를 비롯한 다양한 응용 분야에서 이 기술이 부가가치를 창출할 잠재력이 있다고 보며, 파트너십의 다음 단계로 나아가게 된 데 기대를 표했다.

퀀텀스케이프의 시바 시바람 최고경영자(CEO) 겸 사장은 이번 평가의 의미를 더욱 직접적으로 짚었다. 그는 혼다가 엔지니어링 탁월성과 제품 품질로 전 세계에서 명성을 얻은 완성차 업체라는 점을 강조하며, 이번 검증이 퀀텀스케이프 기술에 대한 역대 가장 엄격한 검증 중 하나였다고 밝혔다. 이어 이번 협약이 더 안전하고 에너지 밀도가 높은 에너지 저장을 가능케 하는 퀀텀스케이프의 전고체 리튬금속 배터리에 대한 신뢰가 높아지고 있음을 보여준다고 덧붙였다.

이번 협약은 단순한 공급 계약이나 투자 유치와는 결이 다르다. 혼다기술연구소가 기술 평가 협약을 성공적으로 마무리한 뒤, 그 결과를 토대로 본격적인 공동 개발 파트너십으로 발전한 것이다. 양사는 각자의 전문성을 결합해 퀀텀스케이프의 배터리 플랫폼을 고도화하며, 전고체 배터리 개발과 관련 제조 공정을 핵심 과제로 삼는 다년간의 공동 프로그램을 운영할 계획이다.

◆ 두 번째 완성차 파트너가 갖는 전략적 무게

퀀텀스케이프는 이번 혼다와의 협약으로 폭스바겐에 이어 두 번째 완성차 파트너를 확보했다. 이는 단순한 고객 다변화를 넘어서는 의미를 지닌다.

전고체 배터리 개발 경쟁에는 퀀텀스케이프 외에도 도요타, 삼성SDI, 솔리드파워 등 다수의 기업이 뛰어들어 있다. 이런 치열한 경쟁 구도 속에서 혼다라는 글로벌 완성차 업체가 철저한 기술 검증을 거쳐 퀀텀스케이프를 선택했다는 사실은 이 회사의 기술력이 잠재력 수준을 넘어 실질적인 경쟁 우위로 자리잡고 있다는 신호로 읽힌다.

혼다의 선택이 더욱 눈길을 끄는 이유는 이 회사가 자동차 외에도 오토바이, 동력장비, 소형 항공기 등 다양한 분야에서 제품을 생산한다는 점이다. 퀀텀스케이프 기술이 자동차 외 분야에서도 적용 가능하다는 점은 이미 양사의 발표에서 언급된 바 있다. 전동공구, 발전기, 오토바이 등 혼다의 다양한 제품군이 잠재적 적용 대상으로 꼽히며, 이는 퀀텀스케이프의 시장 확장 가능성을 한층 넓혀준다.

◆ 전고체 배터리, 왜 중요한가

전고체 배터리는 전하 이동을 위한 액체 전해질을 사용하지 않는 배터리다. 현재 전기차에 탑재되는 대부분의 리튬이온 배터리는 액체 전해질을 통해 양극과 음극 사이에서 이온을 이동시키는 방식으로 작동한다. 반면 전고체 배터리는 이 전해질을 고체 소재로 대체함으로써 열적 안정성을 높이고, 에너지 밀도를 끌어올리며, 충전 속도를 개선하는 동시에 비용 절감과 안전성 강화까지 동시에 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

퀀텀스케이프가 개발 중인 배터리는 여기서 한 걸음 더 나아간다. 이 회사의 셀은 방전 상태에서 음극재 없이 제조되는 이른바 '무음극(anode-free)' 방식을 채택했다. 기존 음극재에 쓰이는 호스트 소재를 일절 사용하지 않으면서도, 자동차용 및 급속 충전에 요구되는 고출력 밀도 조건에서 섭씨 25도 기준 800 사이클 이상 수지상 결정(덴드라이트) 생성을 억제할 수 있는 고체 분리막 기술을 보유하고 있다. 이 분리막은 치밀한 구조의 완전 무기 세라믹 소재로 이루어져 있다.

이 기술의 핵심은 특허받은 고체 세라믹 전해질 분리막이다. 이 소재는 양극과 음극이 맞닿지 않도록 막으면서도, 충전과 방전 과정에서 리튬 이온이 배터리 한쪽에서 다른 쪽으로 이동하도록 한다. 퀀텀스케이프는 첫 충전 시 리튬 음극을 배터리 내부에서 직접 형성시키는 방식을 적용해, 배터리 설계를 대폭 단순화하고 제조 비용을 근본적으로 낮췄다는 평가를 받는다. 고체 전해질 덕분에 지구상에서 가장 가벼운 금속인 리튬 금속을 음극재로 쓸 수 있게 됐는데, 이는 현재 사용되는 배터리 소재보다 에너지 밀도가 약 10배에 달한다. 세라믹 분리막은 불에 타지 않고 연소되지 않는 특성도 지니고 있어 기존 리튬이온 배터리보다 안전성이 높다는 평가도 받는다.

폭스바겐과 10년간 공동 개발한 'QSE-5' 배터리는 에너지 밀도가 리터당 844Wh에 달하며, 배터리 잔량 10%에서 80%까지 15분 이내 급속 충전이 가능한 것으로 알려져 있다. 전기차 시장에서 사용자들이 가장 불편하게 여기는 충전 속도 문제를 정면으로 해결하는 수치다.

다만 전고체 배터리는 아직 양산 차량에 적용된 사례가 없다. 소재 특성상 제조 공정이 까다롭고 대량 생산 비용이 높다는 점이 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있다. 퀀텀스케이프는 이 벽을 넘기 위해 현재 '이글 라인(Eagle Line)' 파일럿 생산 라인에서 실제 양산에 근접한 대용량 'B샘플' 셀을 생산하며 공정 신뢰성을 끌어올리고 있다.

◆ 이글 라인 가동, 양산을 향한 발판

퀀텀스케이프는 지난 2월 4일 산호세 공장에 새롭게 설치된 '이글 라인'의 가동 기념행사를 열었다. 이글 라인은 다양한 장비와 소재, 고도로 자동화된 공정으로 구성된 생산 체계로, 퀀텀스케이프 기술 생산의 표준 모델 역할을 한다. 여기에는 회사의 독자적인 분리막을 생산하기 위한 확장성 높은 공정인 '코브라(Cobra) 공정'이 적용돼 있다.

생산이 본격화되면 이글 라인은 고객사 샘플링과 시험, 기술 시연, 제품 통합 작업을 지원하기 위한 배터리 셀을 생산하게 된다. 동시에 라이선스 파트너들이 자체 시설에서 기가와트시(GWh) 규모로 생산할 수 있도록, 퀀텀스케이프 기술의 확장 가능한 생산 방식을 입증하는 역할도 맡는다. 추가적인 기술 및 공정 개선을 시험할 수 있는 플랫폼으로도 활용되며, 회사의 첨단 개발 작업 전반을 뒷받침하고 있다.

◆ 전기차를 넘어...데이터센터, 방산까지 넓어지는 시장

퀀텀스케이프는 최근 전기차 외의 새로운 시장 공략을 본격화하고 있다. 2026년 1분기 실적 발표에서 회사는 군, 항공우주, 정부 부문에서 자사 리튬메탈 배터리 기술에 대한 고객 관심이 확인되고 있다고 밝혔다. 특히 인공지능(AI) 데이터센터 분야로의 진출 가능성이 부각됐다.

데이터센터는 최근 전력 수요 급증의 핵심 요인으로 지목된다. 퀀텀스케이프는 막대한 연산 수요에 따라 데이터센터들이 800V 직류(DC) 설계로 전환하며 전기차 업계의 전력 시스템 아키텍처와 기술을 채택하는 추세를 언급하면서, 이것이 자사의 전고체 배터리가 자연스럽게 접목될 수 있는 분야라고 강조했다. 전기차에 그치지 않고 에너지 저장 설비, 소비자 가전, 방산 분야로까지 기술의 외연을 넓히려는 전략이 점차 구체화되고 있는 셈이다.

▶②편에서 계속됨

kimhyun01@newspim.com