[전문가기고] K-배터리 3사, ‘Beyond EV’ 시장을 향한 기술 초격차 전략 비교 [인터배터리 2026]

인터배터리 2026에서 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 주요 기업들은 AI를 활용한 공정 혁신과 전고체 배터리 등 차세대 기술력을 대거 선보이며 글로벌 시장 주도권 확보에 나섰다. 특히 이번 전시회는 배터리의 활용 범위를 전기차에서 AI 데이터센터, 로보틱스, 도심항공교통(UAM) 등으로 확장하는 ‘비욘드 배터리’ 비전을 강조해 주목받았다. [편집자 주]

글_ 오승모 수석연구위원, 아이씨엔 미래기술센터

서론: 전기차 캐즘을 넘어 ‘전략적 인프라 자산’으로 진화하는 배터리

서울 코엑스에서 개최된 ‘인터배터리 2026(InterBattery 2026)’은 국내 이차전지 산업이 전기차(EV)라는 단일 성장축을 넘어 ‘비욘드 배터리(Beyond Battery)’라는 거대한 패러다임 전환기에 진입했음을 극명하게 보여주었다. 현재 글로벌 배터리 업계는 전기차 수요의 일시적 정체 현상인 ‘캐즘(Chasm)’과 더불어, 한국 기업의 글로벌 점유율이 하락하는 등 엄중한 위기 국면에 직면해 있다.

그러나 기술적 관점에서 이번 위기는 배터리가 단순 소모품을 넘어 AI 데이터센터, 로보틱스, 도심항공교통(UAM) 등 미래 사회의 ‘전략적 인프라 자산’으로 격상되는 기폭제가 되고 있다. 특히 인공지능이 물리적 실체와 결합하는 ‘피지컬 AI(Physical AI)’ 시대의 도래는 배터리에 인간의 심장과 근육에 해당하는 고도의 신뢰성을 요구하고 있다. 국내 배터리 3사가 각기 다른 기술 로드맵을 통해 어떻게 기술 초격차를 구현하고 시장 주도권을 탈환하려 하는지 심층 분석했다.

1. LG에너지솔루션: ‘PAI 1위’ 특허 자산과 AI 기반 ‘시간의 압축’ 전략

LG에너지솔루션은 이번 전시에서 ‘오리지널 이노베이터(Original Innovator)’의 위상을 강조하며, 인공지능 전환(AX)을 통한 개발 프로세스 혁신과 압도적인 지식재산권(IP) 자산을 전면에 내세웠다.

“배터리 관련 IP에서의 실질적인 특허 자산 가치를 바탕으로, 단순히 기술을 보호하는 단계를 넘어 이를 수익화하고 시장의 표준을 주도하는 사업 핵심을 찾아가고 있는 중이다”
– 김제영 LG에너지솔루션 CTO

IP 비즈니스의 전략적 방어 기제화
LG에너지솔루션의 특허 자산 지수(PAI)는 현재 글로벌 상위 10개 업체 평균을 크게 상회하며 독보적인 1위를 기록 중이다. 주목할 점은 특허 라이선싱 프로그램인 ‘TULIP’이다. 이는 단순한 기술료 수익 창출을 넘어, 글로벌 관세 장벽과 탄소 규제 등 갈수록 높아지는 비관세 장벽을 기술 라이선싱 수익으로 상쇄하는 전략적 방어 기제로 분석된다.

AI 데이터센터와 보급형 시장의 이원화 공략
먼저 AI 산업의 폭발적 전력 수요에 대응하기 위해 국내 최초로 LFP 배터리를 탑재한 UPS(무정전전원장치) ‘JP6’와 ‘JF2 DC-Link 5.0’을 공개했다. 고출력 원통형 배터리 기반의 BBU(배터리백업유닛)는 정전 시에도 데이터센터의 중단 없는 운영을 지원하는 핵심 인프라 자산으로서의 가치를 제공한다. 또한, AX(AI Transformation)를 통해 셀 설계 및 성능 검증 과정을 디지털화하여 개발 기간을 획기적으로 줄이는 ‘시간의 압축’을 실현했다. 보급형 시장을 겨냥해서는 원가 절감형 LMR(리튬망간리치) 배터리와 75%의 부피 효율을 달성한 건식 전극 공정(Dry Electrode Process)을 통해 가격 경쟁력 우위를 확보한다는 전략이다.

2. 삼성SDI: 전고체 기술의 정점과 ‘피지컬 AI’ 설계 유연성 확보

삼성SDI는 “AI가 그린 상상, 배터리가 현실로 만든다”는 슬로건 아래, 전고체 배터리(ASB)를 필두로 한 초격차 고부가가치 전략에 집중하고 있다.

“전고체 배터리는 안전성을 넘어 로보틱스와 UAM 등 피지컬 AI 시대가 요구하는 극한의 에너지 밀도와 설계 유연성을 제공할 수 있는 유일한 대안이며, 2027년 양산을 통해 시장의 게임 체인저가 될 것이다”
– 주용락 삼성SDI 연구소장

세계 최초 ‘파우치 전고체’가 여는 로보틱스 혁명
삼성SDI가 공개한 ‘파우치 전고체’ 기술은 피지컬 AI 시대의 게임 체인저로 분석된다. 단순히 안전성을 높이는 차원을 넘어, 파우치형 고유의 ‘설계 유연성’이 휴머노이드 로봇의 설계 패러다임을 바꿨다. 골격 사이의 빈 공간에 배터리를 자유롭게 배치함으로써 인간과 유사한 무게 중심을 구현하고, 액추에이터 구동 시 발생하는 불규칙한 피크 출력에 효과적으로 대응할 수 있게 됐다. 삼성SDI는 2027년 전고체 양산 로드맵을 확고히 하며 로봇용 배터리 시장 선점에 박차를 가하고 있다.

기술 브랜드화와 에너지 영토 확장
각형의 안정성을 극대화한 ‘프리즘스택(PrismStack)’과 전고체 기술의 정수인 ‘솔리드스택(SolidStack)’을 통해 기술적 해자를 공고히 했다. 특히 솔리드스택은 에너지 밀도와 안전성을 동시에 확보한 독보적인 메커니즘을 담고 있다. 아울러 그린 에너지 구현이 시급한 근해 선박 시장과 UAM용 리튬메탈 배터리, 그리고 하반기 양산 예정인 ‘SBB 2.0’을 통해 ESS 시장 지배력을 강화할 방침이다.

3. SK온: ‘3P-Zero’와 EIS 기술을 통한 지능형 안전 시스템 완성

SK온은 배터리의 근원적 가치인 안전을 지능형 시스템과 결합하여 시장의 질적 성장을 도모하는 ‘3P-Zero(Prevent, Protect, Predict)’ 전략을 제시했다.

“배터리의 안전은 이제 사후 처리가 아닌 사전 예측의 영역으로 진입했으며, EIS 기술과 지능형 진단 시스템을 통해 고객에게 단 1%의 불안도 허용하지 않는 완전한 신뢰를 제공할 것이다”
– 박기수 SK온 CTO

EIS 기술과 화재 방지 메커니즘의 결합
SK온 기술력의 정점은 ‘예측(Predict)’ 단계에 적용된 전기화학 임피던스 분광법(EIS)이다. 미세 교류 전류를 통해 배터리 내부 저항을 측정하여 이상 징후를 사전에 탐지하는 이 기술은 ESS DC 블록에 적용되어 사고를 원천 차단한다. 또한, 인터배터리 어워즈를 수상한 ‘온 벤트(On Vent)’ 각형 셀은 가스 배출 경로를 제어하는 독자적 구조로 화재 확산을 방지한다. 이는 글로벌 파트너사에게 강력한 기술적 신뢰를 제공하는 핵심 요소다.

제조 지능화와 차세대 냉각 솔루션
SK온은 비전 AI(Vision AI)를 통한 실시간 불량 검출과 디지털 트윈 기반 수명 예측 시스템을 구축했다. 특히 SK엔무브와 공동 개발한 ‘액침냉각(Immersion Cooling) 팩’은 데이터센터와 ESS의 열 관리 효율을 비약적으로 높였다. 현대위아의 자율주행 물류로봇(AMR) 협업 사례에서 보듯, 하이니켈 배터리와 지능형 관리 시스템의 결합은 산업 현장의 생산성을 극대화하고 있다. SK온은 2028년 통합 각형 팩 양산을 통해 제조 효율의 정점을 찍을 계획이다.

결론: 에이전틱 AI와 결합된 K-배터리, 지능형 에너지 플랫폼으로 진화

인터배터리 2026을 통해 확인된 K-배터리의 미래는 더 이상 단순한 전기차 부품에 머물지 않는다. 배터리는 이제 스스로 작업 강도를 분석하고 전력 배분을 최적화하는 ‘에이전틱 AI(Agentic AI)’ 기반의 지능형 BMS를 통해, 로봇이 독립적인 노동 주체로 기능하게 하는 ‘에너지 플랫폼’으로 진화하고 있다.

글로벌 표준을 주도하기 위해서는 하드웨어적 초격차를 넘어, 배터리를 전략적 인프라 자산으로 관리하는 소프트웨어 역량의 고도화가 필수적이다. 전기차 캐즘이라는 터널 끝에서 만난 피지컬 AI 시대, 대한민국 배터리 산업은 미래 사회를 움직이는 거대한 심장으로서 그 위상을 더욱 공고히 할 것으로 전망된다.

용어 해설 (Technical Glossary)

• PAI (Patent Asset Index, 특허 자산 지수): 단순한 특허 건수가 아닌, 특허의 ‘질적 가치’를 측정하는 지표다. 특허의 인용 횟수(기술적 영향력)와 해당 특허가 보호받는 국가의 경제적 규모(시장 영향력)를 종합하여 산출하며, 기업의 실질적인 기술 경쟁력을 나타낸다.
• EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy, 전기화학 임피던스 분광법): 배터리에 미세한 교류 전류를 주입하여 주파수별 응답 변화를 측정하는 정밀 진단 기술이다. 배터리를 해체하지 않고도 내부 저항과 이온의 이동 상태를 파악할 수 있어, 화재 전조 현상을 조기에 발견하는 핵심 기술로 꼽힌다.
• 피지컬 AI (Physical AI): 가상 세계의 인공지능이 물리적 실체(로봇, 자동차, 생산 설비 등)와 결합하여 실제 환경에서 움직이고 상호작용하는 기술을 의미한다. 로봇의 ‘뇌’에 해당하는 AI와 ‘근육’에 해당하는 하드웨어가 유기적으로 연결된 형태를 뜻한다.
• 에이전틱 AI (Agentic AI): 사용자의 지시를 단순히 수행하는 단계를 넘어, 특정 목표를 달성하기 위해 AI가 스스로 계획을 수립하고 도구를 사용하며 문제를 해결하는 자율적 인공지능이다. 제조 현장에서는 복잡한 공정 변수를 스스로 최적화하는 역할을 수행한다.
• LMR (Lithium Manganese Rich, 리튬망간리치): 양극재 내 리튬과 망간의 비중을 높인 배터리다. 값비싼 코발트 사용량을 최소화하거나 아예 배제할 수 있어 가격 경쟁력이 높으며, 기존 LFP 배터리보다 에너지 밀도가 높아 차세대 보급형 배터리로 주목받고 있다.
• 액침냉각 (Immersion Cooling): 전기가 통하지 않는 특수 유체(절연유)에 배터리나 서버를 직접 담가 열을 식히는 방식이다. 공기를 사용하는 공랭식이나 냉각수를 활용하는 수랭식보다 냉각 효율이 압도적으로 높아, 고밀도 ESS와 AI 데이터센터의 필수 열관리 솔루션으로 부상하고 있다.
• 디지털 스레드 (Digital Thread): 제품의 설계, 제조, 운영, 서비스 등 전 수명주기 동안 발생하는 모든 데이터를 끊김 없이 하나로 연결하는 ‘디지털 실’을 의미한다. 이를 통해 부서 간 데이터 단절(Silo)을 해소하고 생산 공정 전반의 가시성을 확보할 수 있다.