토요타가 2027년 또는 2028년을 목표로 자사 최초의 전고체 배터리 전기차를 출시할 계획이다. 회사는 수년간 전고체 배터리 기술 개발을 이어왔으며, 이번에는 스미토모 금속광산과 협력해 양산 체제 구축에 속도를 낼 예정이다.

양사는 전고체 배터리용 양극재를 공동 개발하기로 합의했으며, 스미토모 금속광산은 2028년 회계연도(2028년 4월 이후)부터 본격적인 대량 생산을 시작할 계획이다. 회사 관계자는 “토요타에 공급을 최우선으로 하되, 시장 수요에 따라 탄력적으로 대응하겠다”고 밝혔다.

이번에 개발되는 양극재는 충·방전 내구성이 크게 향상된 ‘고내구성 소재’로, 현재 리튬이온 배터리보다 훨씬 적은 열화로 더 많은 충방전 사이클을 견딜 수 있는 것으로 알려졌다. 토요타는 이미 세계 최대 규모의 전고체 배터리 특허를 보유한 기업 중 하나로, 상용화 경쟁에서 가장 앞선 업체로 평가된다.

흥미로운 점은, 토요타의 첫 전고체 배터리 탑재 모델이 순수 전기차가 아니라 하이브리드일 가능성이 높다는 것이다. 높은 생산 단가를 고려할 때, 소형 배터리 팩을 사용하는 하이브리드 차량에 우선 적용하는 전략이 합리적이라는 분석이 제기된다. 이는 토요타 하이브리드의 경쟁력을 한층 강화하는 계기가 될 전망이다.

전고체 배터리의 또 다른 핵심 구성 요소인 고체 전해질(황화리튬)은 일본의 정유사 이데미쓰 코산(Idemitsu Kosan)이 공급한다. 이 물질은 전고체 배터리의 높은 에너지 밀도와 안정성을 구현하는 데 중요한 역할을 한다.

한편 토요타 외에도 메르세데스-벤츠와 BMW가 전고체 배터리 프로토타입 차량을 도로 주행 테스트 중이며, 중국 니오(NIO)는 이미 ET5와 ET7 모델에 반(半)전고체 배터리를 적용하고 있다. 니오의 반전고체 배터리는 에너지 밀도가 360Wh/kg에 달하며, 주행거리 1,000km(약 650마일)를 목표로 한다.

BMW는 에너지 밀도 390Wh/kg의 전고체 프로토타입을 보유하지만, 상용화 시점은 아직 미정이다. 경쟁사 혼다 역시 2024년 “리튬이온 대비 50% 작고, 35% 가벼우며, 25% 저렴한 전고체 배터리”를 개발 중이라고 밝혔지만, 양산 시점을 명확히 제시하지는 않았다.

현재 리튬이온 배터리 기술도 꾸준히 발전하고 있는 만큼, 전고체 배터리가 실제 차량에 적용되는 시점에서 그 실질적 혁신성이 입증될 것으로 보인다. 토요타의 차세대 전고체 배터리가 ‘꿈의 배터리’로 불리던 기대에 부응할 수 있을지 업계의 시선이 집중되고 있다.

글 / 원선웅 (글로벌오토뉴스 기자)​
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