액체 전해질 배터리보다 화재위험이 낮고 에너지 밀도도 높아 차세대 배터리로 각광받고 있는 전고체전지 분야에서 한국 국적 출원인의 특허출원이 '04년 45건에서 '23년 1,044건으로 연평균 18% 증가해 중국(33.6%)에 이어 세계 2위의 증가율을 기록한 것으로 나타났다. 또한, 삼성SDI와 LG에너지솔루션은 최근 3년간 특허출원 증가율에서 전체 출원인 가운데 각각 1·2위를 차지했고, 상위 10개 출원인 중에는 한국기업 4개가 포진된 것으로 조사되었다.

지식재산처(처장 김용선)는 최근 20년간('04~'23) 선진 5개 지식재산기관(IP5: 한국·미국·중국·EU·일본)에 출원된 전고체전지 분야 특허출원이 '04년 331건에서 '23년 3,938건으로 연평균 13.9%의 성장세를 보였다고 밝혔다.

<화재 위험 낮춘 차세대 배터리 '전고체전지' 상용화 기대감 커져>

전고체전지는 기존의 화재 위험이 있는 액체 전해질을 불연성의 고체 전해질로 대체해 화재 위험을 낮추고 에너지 밀도를 높인 차세대 배터리이다. 전기차 일시 수요 정체로 전기차용 배터리 시장이 주춤하는 가운데, 인간형 로봇이 배터리 시장의 새로운 수요처로 떠오르면서 전고체전지 상용화에 대한 기대감이 커지고 있다. 최근, 피지컬 인공지능 기술과 로봇 기술의 혁신으로 전고체전지 기술 개발 속도도 더욱 빨라질 수 있다는 전망이다.

전고체전지 시장은 2022년 2,750만 달러에서 연평균 180%로 성장하여 2030년 400억 달러에 이를 전망*이다. 정부도 '2035 이차전지 산업기술 이행안'을 연내 수립하고, 차세대 배터리 기술 선점을 위한 기술개발에 2,800억원을 투입한다는 계획**이다. 국내외 배터리기업도 전고체전지 상용화 시점을 대략 2027~2030년으로 수립하고, 전고체전지 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

* SNE 리서치, '2023 전고체전지 제조기술의 현재와 미래' ('23. 1. 27.)

** 관계부처 합동발표, 'K-배터리 경쟁력 강화방안' ('25. 11. 28.)

<출원: 일본, 중국, 한국 순, 출원증가율: 중국, 한국, 미국 순>

출원인 국적별로 살펴보면, 한국은 5,770건으로 일본(9,881건), 중국(6,749건)에 이어 세계 3위를 차지했다. 이어서 미국(4,417건)과 유럽(2,173건)이 그 뒤를 이었다. 출원 증가율로 보면, 한국의 연평균 증가율은 18%로 중국(33.6%)에 이어 2위를 차지했다. 미국의 연평균 증가율은 12.3%, 일본과 유럽은 각각 8.6%, 7.8%의 증가율을 나타냈다. [붙임1]

<상위 10개 출원인 중 LG엔솔, 삼성전자, 삼성SDI, 현대차 등 4개 포진>

다출원인 순위를 살펴보면, 도요타(2,337건)가 1위를 차지한 가운데 한국기업으로는 LG에너지솔루션(2,136건, 2위), 삼성전자(724건, 4위), 삼성SDI(706건, 5위), 현대자동차(539건, 6위) 등 4개 기업이 상위 10개 다출원인에 포진했다.

특히, 최근 3년 기준('21~'23년)으로 살펴보면 삼성SDI(51.7%), LG에너지솔루션(50.8%)이 특허출원 연평균 증가율 1위, 2위를 차지하여 한국기업이 전고체전지 상용화를 위한 연구개발 및 특허출원을 주도하고 있는 것으로 분석됐다. [붙임2]

상위 10개 다출원인에서 기업이 9개를 차지하고 있어, 전고체전지 시장 선점을 위한 글로벌 기업 간의 기술 패권 경쟁이 이어지고 있음을 확인했다. [붙임2]

지식재산처 임영희 화학생명심사국장은 "한·중·일을 중심으로 전고체전지 상용화에 필요한 핵심기술 확보 경쟁이 심화되고 있다"며 "움직이는 인공지능인 인간형 로봇의 가동 시간을 위한 핵심 기술로 전고체전지가 부상하고 있는 만큼, 국정과제*를 통해 중점적으로 지원되고 있는 전고체전지 분야에서 우리기업이 관련 시장을 선점해 나갈 수 있도록 산업계와 소통·협력체계를 마련하고 특허분석 결과를 적극적으로 공유하도록 하겠다."고 밝혔다.

*(국정과제28)세계를선도할넥스트(NEXT)전략기술육성, (국정과제30)주력산업혁신으로4대제조강국실현