[현장] 배터리 3사, 전고체·ESS·데이터센터 ‘전면전’

전고체 ‘양산 시계’ 삼성 2027년, SK·LG는 2029년…ESS는 LFP 기반 시스템 경쟁, UPS·BBU도 전면 배치

박혜연 기자

phy@datanews.co.kr | 2026.03.11 18:06:50

▲‘인터배터리 2026’에 참여한 삼성SDI의 전고체 배터리 로드맵 / 사진=데이터뉴스

배터리 3사가 차세대 전고체 배터리 로드맵을 구체화하고, AI 데이터센터 시대를 겨냥해 고도화된 ESS 및 백업 전원 솔루션을 선보이면서 미래 에너지 시장 선점 경쟁이 치열해져 있다.

삼성SDI, LG에너지솔루션, SK온은 11일 서울 삼성동 코엑스에서 개막한 국내 최대 배터리 산업 전시회 ‘인터배터리 2026’에서 전고체, 에너지저장시스템(ESS), 데이터센터 전력 인프라 분야에서 첨단 기술력을 선보였다.

3사 모두 이번 전시회에서 차세대 배터리인 전고체 배터리 로드맵을 공개했다.

삼성SDI는 전고체 배터리 양산 목표 시점으로 3사 중 가장 빠른 2027년 하반기를 제시했다. 삼성SDI는 이번 전시회에서 전기차용 각형 전고체 배터리 외에도 휴머노이드 로봇 등 피지컬 AI 용으로 개발한 파우치형 전고체 배터리 샘플을 처음 공개했다.

회사 측은 개발 중인 전고체 배터리가 음극재 없이 집전체만을 활용하는 ‘무음극계’ 구조로, 에너지 밀도를 높일 수 있다고 설명했다.

▲SK온 관계자가 ‘인터배터리 2026’ SK온 전시관에서 전고체 배터리 기술을 설명하고 있다. / 사진=데이터뉴스

SK온은 2029년 상용화급 전고체 배터리 시제품을 양산할 계획이며, 지난해 파일럿 라인을 준공해 초도 샘플을 생산 중이라고 밝혔다. 이 회사는 삼성SDI와 달리 실리콘계 음극을 사용한 전고체 로드맵을 공개했다.

SK온 관계자는 “무음극은 구조상 빠르지만 충전 시 불균질할 수 있고, 실리콘은 부피 팽창 문제가 있다”며 “음극 소재는 여러 가능성을 열어두고 음극 소재를 검토 중인데, 실리콘이 가장 유력한 상황이며, 현재 저팽창 기술을 개발 중”이라고 설명했다.

SK온은 전기차나 로봇 사용처와 관련해서는 고객사 기밀을 이유로 공개하지 않았다.

LG에너지솔루션은 전기차용(흑연계)은 2029년, 로봇용(무음극)은 2030년이 양산 목표 시점이며, 각형과 파우치형을 모두 개발 중이라고 밝혔다.

회사 관계자는 양산 시점과 관련, “무엇보다 안전성을 중시하고 있어 안전하게 개발하는 데 집중하고 있다”고 강조했다.

▲‘인터배터리 2026’에 참여한 LG에너지솔루션의 LFP 기반 ESS 솔루션 로드맵 / 사진=데이터뉴스

배터리 3사는 ESS 분야에서도 치열하게 경쟁하고 있다. 데이터센터 투자 확대로 안정적인 전력 수요가 커지면서 ESS의 존재감이 빠르게 상승하고 있다. 업계에서는 가격 경쟁력과 안전성을 앞세운 리튬인산철(LFP)가 주류로 자리 잡고 있다는 평가가 나온다.

LG에너지솔루션은 이번 전시회에서 LFP 배터리를 탑재한 ESS용 배터리 시스템을 공개했다. 2023년 국내 최초로 LFP 기반 ESS 솔루션을 출시한 LG에너지솔루션은 올해 일체형 구조로 에너지 밀도를 높인 JF2를, 내년에 에너지 밀도를 최대 35% 올린 JF3을 출시할 예정이다.

SK온도 ESS용 LFP 파우치형 배터리를 소개하고, 올해 하반기 충남 서산공장 라인 전환을 통해 국내 생산에 나선다고 밝혔다. 미국 시장과 관련해서는 내년 하반기 현지 생산 대응 계획을 언급했다.

삼성SDI는 각형 니켈∙코발트∙알루미늄(NCA)과 LFP 배터리를 적용한 ESS 솔루션을 전시했다. 삼성SDI는 각형 배터리가 구조적으로 강해 안전성 측면에서 장점이 있다고 강조했다.

삼성SDI 관계자는 “LFP가 안전성과 가격 경쟁력이 부각돼 개발에 착수했고, 올해 말부터 미국 현지에서 생산할 예정”이라며 “NCA는 정확하게 용량을 실시간으로 평가하는 게 중요한 기업들의 요구가 있어 병행하고 있다”고 말했다.

SK온과 삼성SDI는 이번 전시회에서 ESS의 안전 관련 소프트웨어(SW) 역량도 부각했다.

SK온은 업계 최초로 전기화학 임피던스 분광법(EIS) 기반의 예방·진단 시스템을 접목한 컨테이너형 ESS DC 블록을 선보였다. SK온에 따르면, EIS는 배터리 내부 저항을 분석해 미세 결함과 열화 단계까지 조기에 예측해 이상 징후가 감지된 모듈만 쉽게 교체할 수 있다.

삼성SDI는 AI 기반 ESS용 화재 예방 SW인 ‘삼성배터리인텔리전스(SBI)’를 처음 공개했다. SBI는 운영 데이터를 학습해 이상 징후 등 배터리 상태를 진단하는 프로그램이다. 오는 10월 국내 중앙계약시장에 공급되는 SBB(Samsung Battery Box) 제품에 우선 도입할 예정이다.

▲‘인터배터리 2026’에 전시된 삼성SDI의 UPS 솔루션 / 사진=데이터뉴스

삼성SDI와 LG에너지솔루션은 AI 데이터센터를 겨냥한 전력 안정화 솔루션도 비중 있게 다뤘다. 데이터센터 운영에 필수적인 무정전전원장치(UPS)와 백업 유닛(BBU)이 대표적이다. UPS는 정전 시 건물 전체를 백업하며, BBU는 서버 다운 시 빠르게 전력을 공급하는 데이터센터 전용 장치다.

글로벌 UPS 시장 점유율 1위인 삼성SDI는 UPS용 각형 리튬망간산화물(LMO) 배터리와 BBU용 원통형 배터리를 앞세웠다. 회사는 2013년부터 UPS용 LMO 배터리를 공급해 왔다. 또 BBU용으로는 기존 18650을 개선한 21700 배터리를 개발 중이며, 오는 6~7월 양산을 목표로 하고 있다고 설명했다.

회사 관계자는 “화재 시 안전성이 중요해 NCM보다 LMO이 선호되고, LFP와 비교하면 비싸지만 고출력”이라며 “UPS 솔루션을 출시한 이후 단 한번의 사고도 없어 자부하고 있다”고 말했다.

LG에너지솔루션은 기존 UPS용 파우치형 NCM 배터리에서 UPS용 파우치형 LFP 배터리로 라인업을 확대했다고 설명했다. 또 UPS용 LFP 배터리가 ESS용 대비 더 작은 크기로 설계되며, 내년 이후 출시를 목표로 하고 있다고 덧붙였다.

LG에너지솔루션은 이번 전시회에 원통형 배터리를 적용한 BBU 솔루션을 공개했다.

회사 관계자는 “현재 18650은 공급 준비가 돼 고객사와 협의 중이며 21700은 연내 공급을 예상한다”고 말했다.

박혜연 기자 phy@datanews.co.kr