[이코노미스트 박세진 기자] 피지컬 인공지능(AI)의 확산이 배터리 산업에 새로운 기회를 열고 있다. 피지컬 AI 기반의 휴머노이드 로봇은 배터리 없이는 한 발짝도 움직일 수 없기 때문이다. 로봇 시장이 빠르게 확대되면서 국내 배터리 3사는 고에너지밀도·고출력·안전성을 동시에 충족하는 로봇용 배터리를 차세대 성장 동력으로 삼고 개발에 속도를 내고 있다. 업계에서는 로봇 배터리가 아직 표준과 승자가 정해지지 않은 만큼 선점 여지가 큰 신시장이라는 평가가 나온다.

기회의 땅 로봇

로봇 배터리는 전기차(EV)나 에너지저장장치(ESS)와 요구 조건이 다르다. 탑재 공간이 극도로 제한적인 데다 휴머노이드의 경우 가슴과 등 부위에만 배터리를 배치해야 한다. ▲장시간 구동을 위한 높은 에너지밀도 ▲순간 고출력 ▲반복 충·방전 내구성 ▲사람과 가까운 환경에서의 안전성까지 동시에 충족해야 한다. 이 때문에 로봇 배터리는 차세대 배터리 기술의 시험장으로 불린다.

최근에는 하이니켈 NCM(니켈·코발트·망간) 삼원계 배터리가 주목받고 있다. 특히 원통형(21700 등)은 금속 캔 구조로 외부 충격과 열에 강해 안전성이 높고, 소형 규격으로 표준화가 쉬워 적용 범위가 넓다는 장점이 있다. 하이니켈 소재를 적용하면 제한된 부피 안에서도 에너지밀도와 고출력을 동시에 확보할 수 있다.

반면 LFP(리튬·인산·철)는 가격 경쟁력은 있지만 에너지밀도와 출력 측면에서 한계가 있다는 평가다. 휴머노이드는 배터리 공간이 작고 순간적으로 높은 전력을 요구하는 기계다. 에너지밀도가 낮은 LFP를 적용할 경우 ▲가동시간 ▲동작 성능 ▲시스템 무게 측면에서 불리해질 수밖에 없다는 게 업계의 설명이다.

국내 배터리 3사(LG에너지솔루션·삼성SDI·SK온)가 로봇 시장에 주목하는 배경도 여기에 있다. 전기차·ESS 시장이 LFP 중심으로 재편되며 가격 경쟁이 격화된 반면 로봇은 고에너지밀도·고출력 등 프리미엄 사양이 요구되는 영역이다. 한국 업체들이 상대적으로 강점을 가진 분야라는 점에서 전략적 가치가 크다는 판단이다.

LG에너지솔루션은 최근 실적 콘퍼런스콜에서 6곳 이상의 주요 로봇 업체에 원통형 배터리를 공급 중이라고 밝혔다. 로봇 시장은 안전성과 고출력이 중요한 영역인 만큼 선도 기업들과 차세대 모델을 대상으로 샘플 공급을 진행하며 스펙과 양산 시점을 조율 중이라는 설명이다.

삼성SDI는 현대차·기아와 로봇 전용 배터리 공동 개발 협약을 맺고 차세대 제품을 개발하고 있다. 협업의 핵심은 휴머노이드와 서비스 로봇에 최적화된 고성능 배터리다. 실제 삼성SDI는 서비스 로봇 ‘달이’(DAL-e)와 모바일 플랫폼 ‘모베드’(MobED)에 21700 원통형 배터리를 공급한 바 있다.

SK온도 현대위아의 물류·주차 로봇(AGV)에 삼원계 배터리를 공급하며 기업 간 거래(B2B) 영역에서 적용처를 확대하고 있다. 구체적인 공급 규모는 공개되지 않았지만, 현대차그룹 메타플랜트(HMGMA)에 AGV 투입이 예정돼 있어 안정적인 수요처로 평가된다.

 

업계 구원투수 될까

다만 로봇 배터리 시장이 당장 수익을 책임질 핵심 수요처로 보기에는 이르다는 지적도 있다. 올해 로봇 분야 이차전지 수요는 약 4.6GWh로 추산되며, 2030년에도 12.8GWh 수준에 그칠 전망이다. 전체 배터리 수요의 0.5% 안팎에 불과하다. 아직 시장 규모가 작다는 의미다.

그럼에도 배터리 업체들이 로봇을 ‘차세대 먹거리’로 주목하는 이유는 단순한 물량이 아니라 기술 주도권에 있다. 로봇은 고에너지밀도·고출력·반복 내구성·안전성을 동시에 요구하는 까다로운 시장이다. 초기 단계에서 기술 레퍼런스와 표준을 선점할 경우, 장기간 안정적인 공급 구조를 확보할 수 있다는 분석이 나온다.

전기차(EV) 캐즘(일시적 수요 정체) 역시 로봇 배터리에 대한 기대감을 키우는 요인이다. 최근 전기차 수요 둔화로 배터리 업계는 재고 조정과 단가 압박이라는 이중 부담에 직면해 있다. 이 여파는 공급 계약에도 영향을 미치고 있다.

LG에너지솔루션은 지난해 12월 포드와의 유럽 전기차 배터리 공급 계약이 해지됐다고 공시했다. 포드가 일부 EV 모델 생산을 중단하면서 계약이 종료됐다는 설명이다. 이어 미국 배터리팩 제조사(FBPS)와의 배터리 공급 계약도 상호 합의로 종료됐다. 거래 상대방이 배터리 사업에서 철수하면서 계약이 정리된 사례다.

SK온과 포드 역시 지난해 12월 미국 배터리 합작 사업 구조를 재편하기로 했다. 기존 합작 구조를 접고, 포드가 켄터키 공장을, SK온이 테네시 공장을 각각 맡는 방식이다. EV 수요 둔화와 정책 환경 변화 속에서 고정비 부담을 줄이려는 조치로 해석된다.

배터리 업계 관계자는 “로봇용 배터리는 탑재 공간이 제한적인 만큼 고에너지밀도와 고출력이 기본 전제”라며 “에너지밀도와 안전성을 동시에 충족해야 하는 프리미엄 배터리 영역에서 한국 기업들이 경쟁력을 갖고 있다”고 말했다. 이어 “아직 시장은 초기 단계지만, 피지컬 AI 확산과 함께 성장 잠재력이 큰 분야로 평가돼 업계 내부 기대감도 높다”고 덧붙였다.

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