삼성SDI, 공격적 연구개발 하더니…'전고체'서도 선두

연구개발비 홀로 두 자릿수 증가, 매출 비중도 톱…각형 연구 활발, 전고체배터리 양산 목표시점도 가장 빨라

박혜연 기자

phy@datanews.co.kr | 2025.03.25 08:35:05

[취재]삼성SDI, LG엔솔·SK온보다 연구개발에 공격적…전고체서도 선두

삼성SDI가 차세대 각형 배터리 등의 개발에 아낌없는 투자를 이어가고 있다. 또한 게임 체인저로 불리는 전기차용 전고체 배터리 개발에서 경쟁사를 앞서고 있다는 평가를 받는다.

25일 데이터뉴스가 금융감독원 전자공시시스템에 공시된 삼성SDI, LG에너지솔루션, SK온의 사업보고서를 분석한 결과, 배터리 3사 중 삼성SDI의 연구개발비가 가장 높은 것으로 집계됐다.

지난해 LG에너지솔루션은 전년(1조374억 원) 대비 4.9% 증가한 연구개발비 1조882억 원을 투자했다. SK온은 배터리 3사 중 유일하게 연구개발비를 줄여, 전년(3007억 원) 대비 7.9% 감소한 2770억 원을 투입했다.

반면, 삼성SDI는 연구개발비를 두 자릿수 증가율로 확대했다. 지난해 연구개발비는 전년 대비 14.2% 증가한 1조2976억 원이었으며, 배터리 3사 중 가장 높은 수치를 기록했다.

매출 대비 연구개발비 비중도 삼성SDI가 가장 높았다. LG에너지솔루션은 4.2%, SK온은 2.0%였지만, 삼성SDI는 7.8%에 달했다.

삼성SDI는 특히 각형 배터리 개발에 공들이는 것으로 관측됐다.

삼성SDI는 지난 19일 진행된 주주총회에서 "올해 차세대 프리미엄 각형 배터리 P7(7세대) 개발을 완료하겠다"며, "전고체, 46파이, LFP(리튬인산철) 배터리 등 신제품 개발을 위한 투자를 진행해 기술리더십을 강화해 나가겠다"고 밝혔다.

이 기업은 2021년 말 P5(니켈 함량 88% 이상), 2024년 초 P6(니켈 함량 91%)를 양산한데 이어 P7을 개발하고 있다. 업계에서는 P7이 2026년 양산될 것으로 추정하고 있다.

또한 지난해 삼성SDI의 주요 연구개발과제 10개 중 4개가 각형 배터리 연구로, 전기차(EV)용 2개와 에너지저장장치(ESS)용 2개가 연구됐다.

이 기업은 EV용 각형 리튬 배터리에서 ▲스택 저지항 구조설계 및 안전성 강화 공법을 적용하는 연구 ▲차세대 고에너지밀도 달성 위한 고용량 양/음극 소재 개발 및 전극 설계 기술 개발을 진행했다.

ESS용 각형 리튬 배터리에서는 무정전 전원 장치(UPS, 정전 시 전력을 공급하는 장치)용 고출력 ESS 모듈 개발을 위한 렉(Rack) 당 방전 파워를 상향한 5분 백업 시스템 연구를 진행했으며, 공간 이용률 확대 기술를 적용해 고용량을 구현한 고에너지 ESS 인클로저(ESS 배터리를 보관하는 박스) 개발을 완료했다.

이 외에도 삼성SDI는 원형 리튬 배터리 2개, IT용 파우치형 배터리 1개 등을 연구했다.

원형 리튬 배터리에서는 M-모빌리티용 46파이 원형 셀 개발을 위한 원형 New Form Factor 신공법 기술을, 전동공구용 고출력 원형 셀 개발을 위한 고용량, 고출력 기술을 연구했다. 또 IT용 배터리 급속충전 기술 개발을 위한 열화요인 분석 및 급속충전 요소기술을 확보했다.

▲지난 3월에 진행된 '인터배터리 2025'에서 삼성SDI가 공개한 전고체 배터리 기술개발 동향 / 사진=데이터뉴스

삼성SDI는 꿈의 배터리로 불리는 '전고체 배터리'에서도 연구 개발을 활발히 진행하고 있다. 전고체 배터리는 리튬이온배터리 대비 ▲우수한 안전성 ▲높은 에너지 밀도 ▲고출력 ▲넓은 사용온도 ▲급속 충전 등의 장점이 있다.

SNE리서치에 따르면, 전세계 전고체전지 시장규모는 2030년 122GWh로 증가해 1.6%의 침투율을 보이며, 2035년에는 493GWh로 성장해 전체 전지의 6.1%를 차지할 것으로 전망된다.

삼성SDI는 전고체 배터리 샘플의 공급을 5개 고객사로 확대하고, 핵심소재 내재화를 진행했다고 밝혔으며, 국내 전고체 배터리 라인 시설투자 등을 위해 유상증자를 추진하고 있다.

또한 전고체 배터리 양산 시점은 2027년 하반기를 목표하고 있다. 이는 LG에너지솔루션(2030년), SK온(2029년)보다 빠르다.

한편, 일각에서 삼성SDI가 울산 공장에 전고체 배터리 마더 라인을 구축할 것이라는 설이 나온다. 마더 라인은 제품 시험 생산을 담당하는 파일럿 라인보다 강화된 설비로, 양산성 검증도 가능한 라인이다.

이에 삼섬SDI 관계자는 "아직 검토하고 있지만 확정된 것은 없다"며, "추후에 유상증자 하면서 시설 투자를 하겠지만, 울산일지 어딜지 결정된 바는 없다"고 말했다.

박혜연 기자 phy@datanews.co.kr