전기차 배터리 협력이 납품 계약을 넘어 차량의 ‘안전 설계도’와 차세대 제조 공정으로 확장되고 있습니다. 삼성SDI와 현대차275,000원 ▲+1.29%·기아는 배터리팩 공동 설계 특허를 내고 전고체 배터리 연구를 함께 진행하면서, 삼성SDI가 제시한 2027년 하반기 상용화 목표를 실제 차량과 로봇에 연결할 기반을 만들고 있습니다.
이번 협력에서 눈에 띄는 부분은 배터리셀 자체뿐 아니라 셀을 담는 팩과 생산 장비까지 연구 범위가 넓어졌다는 점입니다. 배터리 기술이 실험실의 소재 경쟁에서 벗어나 자동차 제조사의 공간·안전 요구와 결합하는 단계로 이동하고 있습니다.
💎 특허가 보여준 배터리팩 설계 변화
지난달 22일 공개된 ‘배터리 팩 및 그 배터리 팩을 포함하는 차량’ 특허에는 배터리 내부에서 열폭주가 발생했을 때 고온 가스를 차량 외부로 배출하는 구조가 담겼습니다. 배터리셀 바닥에 배출구를 마련하고, 배터리팩 하부 커버에는 가스가 이동할 통로를 두는 방식입니다.
기존 배터리팩은 가스 배출 공간과 외부 충격을 막는 공간을 별도로 확보해야 했습니다. 이번 설계는 두 기능을 하나의 구조 안에서 처리해 내부 공간을 더 효율적으로 활용하는 데 초점을 맞췄습니다. 주력 제품인 각형 배터리를 기반으로 개발됐으며, 현대차·기아 연구원 5명과 삼성SDI 연구원 2명이 발명자로 참여했습니다. 안전성을 높이면서도 공간 손실을 줄이는 접근이라는 점에서, 향후 차량 설계와 주행거리 확보에 영향을 줄 수 있는 기술입니다.
💎 납품에서 차량 통합 설계로
삼성SDI는 2023년 10월 현대차와 처음 전기차 배터리 공급 계약을 체결했습니다. 올해부터 2032년까지 헝가리 공장에서 생산한 각형 배터리를 현대차·기아의 유럽 판매 전기차에 공급하는 내용입니다. 이번 특허는 양사의 관계가 단순한 셀 공급을 넘어 차량에 실제로 들어가는 배터리팩 설계 단계로 확장됐다는 사실을 보여줍니다.
배터리팩은 차량 플랫폼과 직접 맞물리는 부품입니다. 따라서 공급사가 셀만 제공할 때보다 팩의 냉각, 충돌 대응, 가스 배출, 차량 하부 공간 활용까지 함께 설계할 때 통합 수준이 높아집니다. 반대로 특정 고객사와의 설계 연계가 깊어질수록 개발 기간과 품질 검증의 부담도 커지므로, 특허 출원 자체가 곧 대규모 양산을 의미하는 것은 아닙니다.
💎 전고체 연구, 소재에서 양산 공정으로
현대차·기아와 삼성SDI가 2022년부터 2025년까지 공동 출원한 전고체 배터리 관련 특허는 분할출원을 포함해 9건이며, 이 가운데 2건이 특허로 등록됐습니다. 삼성SDI가 대표 출원인인 특허는 7건이고, 현대차가 대표 출원인인 특허는 2건입니다.
초기 연구는 고체 전해질의 취약성을 보완하는 데 집중됐습니다. 황화물계 고체 전해질은 공기 중 수분과 접촉하면 성능이 떨어지고 유독가스가 발생할 수 있어, 양사는 산화물·인산화물·알콕사이드 등을 활용한 전해질 코팅 기술을 개발했습니다. 이후 연구는 배터리 수명과 제조 공정으로 확장됐습니다.
특히 고온과 일정한 압력으로 셀을 처리하는 고온 등방 가압 공정과 관련해 장비 내부 온도를 정밀하게 측정하고, 셀을 예열한 뒤 이동시키는 기술이 출원됐습니다. 전고체 배터리의 경쟁력이 소재 성능만으로 결정되지 않고, 균일한 생산과 수율을 확보하는 장비 기술에 달려 있다는 점을 보여주는 대목입니다.
💎 전기차를 넘어 휴머노이드로
삼성SDI는 지난달 29일 실적 발표 콘퍼런스콜에서 전고체 배터리 상용화 목표를 2027년 하반기로 제시했습니다. 복수 고객사와 휴머노이드 프로젝트를 진행하고 있으며, 올해 9월부터 휴머노이드용 전고체 배터리 셀과 팩 샘플을 공급해 성능 평가를 진행하고 있다고 밝혔습니다.
전기차용 각형 전고체 배터리와 함께 휴머노이드 등 피지컬 인공지능을 겨냥한 파우치형 제품도 개발하고 있습니다. 전고체 배터리는 한 번 충전해 더 오래 사용할 수 있고 화재 위험을 낮출 수 있다는 장점 때문에 로봇, 항공 시스템, 차세대 웨어러블로 적용 영역이 넓어질 수 있습니다. 다만 실제 상용화에는 에너지 성능뿐 아니라 제조 수율, 원가, 내구성, 안전성 검증이 함께 통과해야 합니다.
💎 투자 시사점과 남은 확인 과제
Hyundai Motor는 이번 협력의 완성차 측 핵심 기업으로, 배터리 기술을 차량 플랫폼과 로봇 사업에 연결하는 역할을 맡고 있습니다. 다만 원문에는 현재 주가와 삼성SDI 역시 특허 수와 샘플 평가 진행 사실만으로 양산 시점의 경제성을 단정하기는 어렵습니다.
삼성SDI와 현대차·기아의 협력은 배터리 산업의 경쟁 축이 ‘더 좋은 셀’에서 ‘차량과 생산라인에 맞는 통합 시스템’으로 이동하고 있음을 보여줍니다. 앞으로 확인할 핵심은 2027년 하반기라는 목표가 실제 고객 인증과 양산 수율 확보로 이어지는지, 그리고 휴머노이드용 샘플이 상업 계약과 반복 생산으로 연결되는지입니다. 전고체 배터리의 진짜 승부처는 연구 성과의 발표가 아니라, 안전성과 공간 효율을 유지하면서 같은 품질의 제품을 얼마나 안정적으로 만들어내느냐에 달려 있습니다.
참고 자료: 제공된 원문 기사 및 삼성SDI·현대차·기아 관련 특허·실적 발표 내용입니다.
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