휴머노이드 배터리 '전고체'가 주도...K-배터리, 기술력 확보 총력전

휴머노이드 로봇...삼원계→전고체로 전환

배터리 3사 이르면 2027년 전고체 상용화

배터리 업체간 R&D 경쟁 치열해질 전망

CES 개막일인 6일(현지시간) 미국 네바다주 라스베이거스 컨벤션센터(LVCC)에 한국 로봇 업체 에이로봇의 '앨리스'가 물건 이송을 시연하고 있다. [사진=연합뉴스]

2026년 전후로 휴머노이드 로봇의 상용화가 본격화되면서 전고체 배터리 수요가 급증할 것이란 조사 결과가 나왔다. 국내 배터리 3사가 전고체 배터리 상용화에 한층 속도를 낼 전망이다.

29일 시장조사업체 트렌드포스는 보고서를 통해 2026년까지 전 세계 휴머노이드 로봇 출하량이 5만대를 넘어설 것으로 전망하며 전년 대비 성장률이 700% 이상에 달할 것으로 예측했다.

휴머노이드 로봇은 고밀도·장시간 구동이 필수인 만큼 당분간 리튬인산철(LFP)보다 삼원계(NCM·NCA) 배터리가 주류를 이룰 전망이다. 하지만 테슬라 옵티머스 2세대는 2.3kWh 고니켈 배터리 시스템을 적용했음에도 동적 구동 시 약 2시간 수준의 작동 시간에 그친다. 배터리 사용 시간을 5~8시간 이상으로 늘리기 위해선 더 높은 에너지 밀도의 배터리 기술을 통한 용량 확대가 필요한데, 이를 위해선 높은 에너지 밀도와 안정성을 보유한 전고체 배터리 개발이 필수적이라는 평가다.

이에 휴머노이드 로봇 초기 상용화 단계에서는 양산성과 성능이 검증된 삼원계 배터리가 주류를 이루고 이후 전고체 배터리 비중이 점진적으로 확대될 것이란 분석이 나온다. 휴머노이드 로봇 시장이 아직 초기 단계인 만큼 단기적으로는 공급 안정성이 높은 삼원계 배터리가 우선 적용되고 중장기적으로 전고체 배터리로 전환되는 흐름이 예상된다.

트렌드포스는 "전고체 배터리가 핵심적인 기반 기술로 부상할 것"이라며 "2035년에는 휴머노이드 로봇용 전고체 배터리 수요가 74GWh를 넘어설 것"이라고 예측했다. 2026년 대비 1000배 이상 증가한 수준이다. 

국내 배터리 3사의 전고체 배터리 전략도 로봇 시장을 겨냥해 속도를 내고 있다. 삼성SDI는 2023년부터 국내 최초로 전고체 배터리 연구라인을 구축해 2027년 양산을 목표로 가장 적극적인 행보를 보이고 있다. LG에너지솔루션은 황화물계 전고체 배터리를 중심으로 연구개발을 지속하며, 2030년 상용화를 목표로 한다. SK온은 2029년 전고체 배터리 상용화를 목표로 황화물계·고분자 복합계 고체 배터리 기술을 병행 개발하며 고출력·급속충전 기술과의 결합 가능성을 모색하고 있다.

업계 관계자는 "휴머노이드가 상용화되기 위해서는 높은 에너지밀도와 출력, 안전성 등을 고루 겸비한 배터리가 필요한데 현실적으로 이를 모두 충족할 수 있는 건 전고체 배터리가 유일하다"며 "휴머노이드 시장의 급부상으로 배터리 업체간 연구·개발 경쟁이 치열해지고 전고체 배터리 상용화 시점 역시 한층 앞당겨질 것으로 기대된다"고 말했다.