고체 배터리 시장 규모는 2025년 12억 달러였으며, 2026년부터 2035년까지 연평균 38.2%의 성장률을 기록하여 2035년에는 305억 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
고체 배터리(SSB)를 둘러싼 이야기는 순수한 실험실 발견 단계를 지나 대량 생산이라는 험난한 '죽음의 계곡'으로 접어들었습니다. 2026년 초 현재, 시장은 양극화 현상을 보이고 있습니다. 하나는 반고체(하이브리드) 배터리 기술의 즉각적인 상용화이고, 다른 하나는 지연되지만 필연적으로 등장할 전고체 배터리(ASSB)입니다.
대중은 액체 리튬 이온 배터리에서 고체 배터리로의 급격한 전환을 예상하지만, 실제 데이터는 단계적인 전환을 시사합니다. 이해관계자들은 현재 전기차 부문 을 적시기 위해 중량 기준으로 5~10%의 액체 전해질을 포함하는 하이브리드 셀을 의미한다는 점을 인지해야 합니다. 진정한 황화물 또는 산화물 기반 고체 배터리는 여전히 기술 준비 수준(TRL) 6~7에 머물러 있으며, 이는 시범 환경에서 검증되었지만 기가팩토리 규모(TRL 9)에서 검증되지 않았음을 의미합니다. 2026년의 현실은 대량 생산보다는 시범 생산 라인 가동에 더 가깝습니다.
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2035년까지 잠재 시장 규모는 얼마나 커질까요?
고체 배터리 시장 규모를 산정하려면 일반적인 총 시장 규모(TAM)보다는 세부적인 보급률 분석이 필요합니다. 당사는 전 세계 고체 배터리 시장이 2025년 12억 달러에서 2035년 약 280억 달러로 성장할 것으로 예상하며, 이는 연평균 성장률(CAGR) 약 38%에 해당합니다.
하지만 kWh당 비용 추이가 핵심 지표입니다.
하지만 전기차 보급 곡선은 균일하지 않을 것입니다. 고급 전기차와 하이퍼카가 초기 프리미엄 수요를 흡수하고(2026~2029년), 그 뒤를 이어 높은 마진을 허용하는 가전제품이 보급될 것이며, 대중 시장용 승용 전기차는 2030년 이후에야 보급될 것으로 예상됩니다.
"베타맥스 vs. VHS"와 같은 SSB(일회용 배터리) 전쟁은 전해질 화학 성분을 두고 벌어지고 있습니다. 어느 한쪽이 승자가 아니라, 시장은 용도별 요구 사항에 따라 세분화되고 있습니다.
SSB(설폰 배터리)의 주요 경제적 동력은 안전성이 아니라 에너지 밀도입니다. 흑연 양극 (372mAh/g)을 리튬 금속 양극(3,860mAh/g)으로 대체함으로써 제조업체는 500Wh/kg(구체적으로는 1,000Wh/L)을 초과하는 셀 밀도를 달성할 수 있습니다.
하지만 "양극이 없는" 구조(첫 번째 충전 중에 리튬을 현장에서 증착하는 방식)는 덴드라이트 확산이라는 문제에 직면합니다. 리튬 덴드라이트는 분리막을 뚫고 자라나는 바늘 모양의 구조물로, 단락을 일으킬 수 있습니다.
고체 배터리 시장에서 공급망 병목 현상이 코발트/니켈에서 리튬 금속박 및 희토류 원소로 이동하고 있습니다.
고체 배터리의 근본적인 물리적 문제는 고체-고체 계면입니다. 액체 배터리에서는 전해질이 다공성 전극으로 흘러 들어가 완벽한 접촉을 보장합니다. 반면 고체 배터리에서는 미세한 틈이 절연체 역할을 합니다.
또한, 배터리 충방전 과정에서 음극은 팽창과 수축을 반복합니다(호흡). 단단한 고체 구조에서는 이러한 현상이 박리(접촉 손실)와 급격한 용량 감소로 이어집니다.
시장 구도가 통합되고 있습니다. "파워포인트 기반 엔지니어링" 시대는 끝나고 "제조 증명" 시대가 시작되었습니다.
대형 자동차 업체들은 기다리지 않고, 고체 배터리 시장에 적극적으로 투자하고 있습니다.
서구권이 '완벽한 전고체' 배터리 개발에 매진하는 동안, 중국은 실용적인 접근 방식으로 반고체 배터리 시장을 선도해 왔습니다. 니오(NIO)의 배터리 공급업체인 위라이언 뉴에너지(WeLion New Energy)와 같은 기업들은 이미 반고체 기술을 적용한 150kWh 용량의 배터리 팩을 출하하고 있습니다. 이러한 '하이브리드' 방식은 고체 매트릭스에 소량의 액체를 혼합하여 이온 이동을 원활하게 하는 구조입니다.
높은 매출원가(COGS)는 초기에는 고체 배터리가 대량 생산되는 전기차 시장에 진출하는 것을 제한하고, 중량 에너지 밀도가 높은 제품에 프리미엄이 붙는 시장으로 진출하도록 만들 것입니다.
eVTOL(전기 수직 이착륙기): 이 산업은 고체 배터리 없이는 존재할 수 없습니다. 액체 배터리는 필요한 비행 거리를 확보하기에는 너무 무겁습니다. 고체 배터리는 실용적인 에어택시에 필요한 450Wh/kg 이상의 에너지 밀도를 제공합니다.
의료기기: 고체 배터리의 불연성은 심장 박동기, 보청기 및 이식형 기기와 같이 안전이 절대적으로 중요한 기준이 되는 기기에 이상적입니다.
국방 분야 : 드론 편대 및 병사 휴대용 전력 시스템에는 파편에 의해 관통되더라도 발화하지 않는 경량 고용량 에너지 저장 장치가 필요합니다.
고체 전해질은 액체 리튬 이온 배터리에 함유된 휘발성 유기 용매를 포함하지 않지만, 리튬 금속 양극 자체는 반응성이 매우 높습니다. 구조적 안정성이 손상되어 산소가 유입되면 리튬 금속은 격렬하게 연소합니다. 그러나 고체 전해질 배터리는 전기차 화재의 주요 원인인 분리막 용융으로 인한 열 폭주 현상을 방지합니다. 고체 전해질은 200°C 이상의 온도(플라스틱 분리막의 경우 150°C)를 견딜 수 있어 안전 한계를 크게 높이고, 제조사들이 배터리 팩에서 무거운 액체 냉각 시스템을 제거할 수 있도록 해줍니다.
투자 논리가 "화학 발견"에서 "공정 엔지니어링"으로 바뀌었습니다
과학보다 자본 지출이 우선: 벤처 캐피털은 더 이상 새로운 소재 제조법에 투자하지 않습니다. 자본은 건식 코팅 기계, 등압 프레스, 리튬 금속 압출 공구 등을 만드는 회사와 같은 "곡괭이와 삽" 관련 사업에 집중되고 있습니다.
M&A 예측: Astute Analytica의 연구에 따르면 2026-2027년에 "인수 후 인재 확보(Acqui-hires)" 열풍이 불 것으로 예상됩니다. 주요 자동차 OEM 업체들은 제품 때문이 아니라 지적 재산 포트폴리오와 인재 풀을 흡수하여 개발을 자체적으로 진행하기 위해 어려움을 겪고 있는 2차 협력업체(SSB) 스타트업을 인수할 것입니다.
고체 배터리 시장의 공급망 성숙도, 제조 수율, 자동차 인증 주기(A-샘플에서 SOP까지 일반적으로 5년 소요)를 종합적으로 고려했을 때, 현실적인 로드맵은 다음과 같습니다
전략적 권고: 이해관계자 여러분, 전해액 전구체 관련 지적 재산권 및 공급 계약을 확보할 수 있는 최적의 시기는 바로 지금입니다. 기술이 "완벽해지기를" 기다리다 보면 아시아의 선도 기업들이 장악하고 있는 주요 공급망에서 배제될 수밖에 없습니다.
세그먼트 분석
도요타는 박막형 고체 배터리 생산을 발전시키고 있습니다. 내구성이 뛰어난 양극 소재 개발을 위해 스미토모 금속광업과 협력하여 고체 배터리의 수명 주기를 향상시키고 있습니다. 삼성 SDI는 시제품에서 900Wh/L의 에너지 밀도를 목표로 하고 있습니다. 이러한 혁신들은 박막형 배터리가 고체 배터리 시장을 주도하는 데 기여하고 있습니다. 심벳(Cymbet Corporation)은 고밀도 셀 생산을 위한 롤투롤(roll-to-roll) 제조 공정을 검증했습니다. ST마이크로일렉트로닉스는 박막 기술에 적합한 첨단 전해질을 개발하고 있습니다.
박막 배터리는 2025년에 4억 6,800만 달러의 시장 가치를 달성할 것으로 예상됩니다. 리튬 기반 박막 배터리는 소형 설계 덕분에 71.3%의 시장 점유율을 차지하며, 웨어러블 기기에 매우 적합합니다. 또한 열폭주 위험을 제거하여 안전성을 높였습니다. 도요타는 2027년까지 전기차에 박막 배터리를 적용할 계획입니다. 이러한 요소들은 박막 배터리가 고체 배터리 시장 성장을 주도할 것임을 더욱 확고히 합니다.
삼성 SDI는 프리미엄 전자제품용 고체 배터리를 공개했습니다. 이 배터리는 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도가 40% 더 높습니다. BMW와의 협력을 통해 2025년 휴대용 프로토타입의 유효성이 검증되었습니다 소비자 가전 시장에서 휴대용 고체 배터리의 점유율은 45%에 달할 것으로 예상됩니다. 더욱 얇은 웨어러블 기기에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 삼성은 900Wh/L 용량의 기기용 프로토타입 개발에 성공했습니다. 스마트 폰 제조업체들은 배터리 수명 연장에 주목하고 있습니다. 도요타는 유연한 휴대용 기기용 황화물 전해질 개발을 진행하고 있습니다. 안전성은 의료기기 업체들의 관심을 끌고 있습니다. 휴대용 고체 배터리 시장은 2025년에 20억 달러 규모에 이를 것으로 전망됩니다. 웨어러블 기기의 소형화 요구가 가속화되고 있으며, 파트너십을 통해 상용화가 촉진되고 있습니다. 이러한 요소들이 소비자 휴대용 전자제품 시장을 고체 배터리의 주요 시장으로 자리매김하게 할 것입니다.
Cymbet Corporation은 20mAh 미만의 박막 전지를 개척했습니다. 이 전지는 무선 센서와 임플란트에 안정적인 전력을 공급합니다. STMicroelectronics는 이를 IoT 칩에 통합합니다. 이 분야는 고체 배터리 시장에서 43%의 점유율을 차지합니다. RFID 태그에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 의료 기기는 긴 수명 주기 안전성을 요구합니다. 박막 기술은 미용 패치에 매우 적합합니다. 20mAh 미만 전지 시장은 2024년에 6억 5천만 달러 이상의 매출을 올렸으며 2025년까지 성장세가 지속될 것으로 예상됩니다. 삼성은 소형 웨어러블 기기용 샘플을 공급합니다. 유연성 덕분에 기존과는 다른 형태의 전지도 제작 가능합니다. 보청기의 사용 시간이 연장되었습니다. 고체 배터리 시장의 지배력은 확장성에 기반합니다. 롤투롤 공정을 통해 생산 규모를 확대할 수 있습니다.
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아시아 태평양 지역은 여전히 SSB 산업의 핵심 운영 중심지이며, 중국의 실용주의와 일본 및 한국의 완벽주의라는 양분된 전략에 의해 움직이고 있습니다.
국제에너지기구(IEA)에 따르면, 중국은 2024년에 1,100만 대 이상의 전기차를 판매하며 전고체 배터리 시장에서 선두 자리를 유지했고, 이는 전체 국내 자동차 판매량의 거의 절반에 해당합니다. 이러한 막대한 보급 기반 덕분에 중국 제조업체들은 완벽한 성능을 기다릴 필요 없이 '반고체' 배터리를 즉시 상용화할 수 있습니다. 중국은 전 세계 전기차 생산량의 70% 이상을 차지하고 있어, 핵심 산화물 및 고분자 전구체 공급망이 이미 집중되어 있는 '중심축'을 형성하고 있습니다.
중국이 생산량 증대를 주도하는 가운데, 일본(도요타 주도)과 한국(삼성 SDI, LGES)은 황화물 기반 전고체 배터리(ASSB) 로드맵의 핵심 주역입니다. 이 지역 전고체 배터리 시장은 황화물 합성 및 건식 전극 공정 관련 고부가가치 지적 재산권을 대부분 보유하고 있어 2027년 이후 프리미엄 시장을 장악할 것으로 예상됩니다.
북미는 물가상승률 감소법(IRA)의 지원을 받아 차세대 기술의 국내 상용화를 효과적으로 추진함으로써 고위험 고수익 고체 배터리 아키텍처를 위한 글로벌 "설계 스튜디오" 역할을 하고 있습니다.
아시아의 점진적인 접근 방식과는 달리, 미국 시장은 퀀텀스케이프, 솔리드 파워, 팩토리얼과 같은 첨단 기술 스타트업들이 기존 OEM 업체와 협력하여 리튬 금속 양극재로 바로 도약하는 특징을 보입니다.
IRA의 국내 생산 요건은 고체 배터리 시장의 입지 선정 방식을 바꾸고 있습니다. 미국에서 개발된 기술이 보조금 확보를 위해 국내에서 시범 운영되는 한편, 궁극적인 규모 확대를 위해서는 아시아 장비 공급업체를 고려하는 뚜렷한 추세가 나타나고 있습니다. 그러나 이 지역의 과제는 여전히 원료 공급에 있습니다. 2026년 초 기준으로 북미 지역에는 상업 규모의 황화리튬(Li2S)이나 초박형 리튬 포일 공급이 사실상 전무한 실정입니다.
유럽은 고체 배터리 시장에서 방어적인 전략을 펼치고 있습니다. 이는 과거 리튬 이온 배터리 시대처럼 아시아산 배터리 수입에 의존하게 되는 상황을 되풀이하지 않으려는 것입니다. 이러한 전략의 핵심은 규제를 통해 시장의 회복력을 강화하는 것입니다.
유럽의 엄격한 배터리 여권 규정과 탄소 발자국 의무화(2025년부터 전면 시행)는 의도치 않게 고체 배터리(SSB)에 유리하게 작용합니다. SSB 제조에 사용되는 건식 코팅 공정은 리튬 이온 배터리의 습식 코팅 공정보다 에너지 소비량이 훨씬 적어 EU 시장에서 SSB에 "규정 준수 프리미엄"을 제공합니다.
유럽은 자국 내 고체 배터리 시장 스타트업이 부족하기 때문에 아시아의 기술 선도 기업들을 적극적으로 유치하여 현지화를 추진하고 있습니다. 프로로지엄(ProLogium)이 계획 중인 덩케르크 시설과 같은 프로젝트는 인허가 및 단계적 생산량 증대를 통해 현지 생산 능력을 구축하려는 이러한 움직임을 보여줍니다. 이를 통해 기술이 성숙해지면 공장이 EU 관세 국경 내에 위치하게 됩니다.
고체 배터리 시장의 주요 기업
시장 세분화 개요
유형별로
용량별
신청을 통해
지역별
전 세계 고체 배터리 시장은 2025년 12억 달러 규모였으며, 2035년에는 305억 달러에 달할 것으로 예상되며, 연평균 성장률(CAGR)은 38.2%입니다. 이러한 성장은 초기에는 중국의 반고체 배터리 도입과 가전제품 시장 확대에 힘입어 이루어지며, 2030년 이후에는 전기차의 대량 생산에 따른 배터리 적용이 성장을 견인할 것으로 전망됩니다.
가격 균형은 2034년경에 달성될 것으로 예상되며, 목표치는 kWh당 80달러 미만입니다. 현재(2025~2026년) 시제품 ASSB는 낮은 수율과 특수 소재 사용으로 인해 kWh당 800달러 이상의 비용이 소요됩니다. 리튬 금속 및 황화물 전해질 공급망이 성숙해지는 2030년경에는 kWh당 110달러라는 가격 하락 전환점이 나타날 것으로 예상됩니다.
어느 한쪽이 승자가 아니며, 시장은 양분되어 있습니다. 황화물 전해질(도요타, 솔리드 파워 등에서 선호)은 우수한 이온 전도성 덕분에 고성능 전기차 분야에서 선두를 달리고 있습니다. 반고체/하이브리드 설계(액체 습윤성을 갖는 산화물/폴리머 매트릭스 사용)는 중국에서 즉시 상용화되는 제품들(예: WeLion)을 주도하고 있습니다.
IRA(산업 재투자법)는 국내 제조업을 장려하지만 단기적으로는 병목 현상을 초래합니다. IRA는 혁신(자본 지출)에 자금을 지원하지만, 황화리튬(Li2S)이나 초박형 리튬 포일과 같은 핵심 소재의 상류 공급망이 북미 지역에 사실상 전무하여 스타트업 기업들이 현지에서 시범 사업을 진행하는 동안 아시아산 전구체에 의존할 수밖에 없습니다.
반고체 배터리(액체 5~10% 함유)는 실용적인 과도기적 해결책입니다. 이러한 배터리는 진정한 고체 배터리(ASSB)에 필요한 대규모 건조실이나 소결로 등의 설비 투자 없이도 향상된 에너지 밀도(~360 Wh/kg)와 안전성을 제공하여 즉각적인 상용화가 가능합니다(예: 니오의 150kWh 배터리).
제조 수율 및 계면 안정성. 취성 세라믹 또는 습기에 민감한 황화물 박막을 기가팩토리 속도(롤투롤)로 가공할 경우 균열이나 결함이 발생하는 경우가 많습니다. 또한, 과도한 적층 압력 없이 반복적인 팽창/수축(호흡) 과정에서 고체-고체 계면을 유지하는 것이 주요 엔지니어링 과제입니다.
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