삼성SDI, 피지컬 AI용 전고체 배터리 최초 공개…배터리 3사 기술 경쟁 나선다 (종합)

로봇용 파우치형 전고체 샘플 공개
LG에너지솔루션, 로봇·드론 등 사례 전시
SK온 CTP 통합 패키지 솔루션 처음 선보여

삼성SDI 가 오는 11일 서울 코엑스에서 열리는 '인터배터리 2026'에서 휴머노이드 로봇 등 피지컬 인공지능(AI)용 파우치형 전고체 배터리 샘플을 최초 공개한다고 9일 밝혔다. 삼성SDI는 이와 함께 AI데이터센터에 필수적인 무정전 전원장치 및 배터리 백업 유닛 등에 탑재되는 초고출력 배터리도 함께 선보이며 글로벌 수준의 전고체 기술력을 선보인다.

삼성SDI는 이번 행사에서 참가업체 중 최대 규모의 전시 공간에서 다양한 혁신 기술과 제품을 공개한다. 특히, 내년 하반기 양산을 목표로 개발 중인 전고체 배터리 기술력을 소개한다. 최근 주목받고 있는 피지컬AI용으로 개발된 파우치형 전고체 배터리 샘플을 처음 공개할 방침이다.

삼성SDI 인터배터리 2026 부스 조감도. 삼성SDI

삼성SDI는 피지컬AI용으로 높은 안전성과 출력을 충족하는 전고체 배터리를 경량화를 위한 파우치형으로 개발 중이다. 로봇의 경우 특성상 배터리 탑재 공간이 제한적이어서 크기가 작으면서도 에너지 밀도가 높고 사용 시간이 긴 배터리 사양이 요구된다. 로봇이 움직일 때마다 순간적으로 전력 피크가 발생하기 때문에 출력 성능도 좋아야 한다. 그동안 전기차용 각형 전고체 배터리를 개발해온 삼성SDI는 폼팩터 다변화를 통해 휴머노이드를 비롯한 각종 로봇, 항공시스템, 차세대 웨어러블 등 보다 다양한 애플리케이션에 적용한다는 계획이다.

삼성SDI는의 인터배터리 전시 콘셉트는 '인사이드(Inside) AI'로 산업 현장과 일상 곳곳에서 배터리가 어떻게 쓰이게 되는지를 현장감 있게 보여줄 예정이다. 전시 부스 메인 공간은 실제 IT 기업의 데이터센터를 그대로 옮겨 놓은 모습으로 꾸며져 관람객들은 마치 데이터센터 내부에 있는 듯한 느낌을 받을 수 있다.

중앙에는 데이터센터 안에 설치된 무정전 전원장치(UPS) 모형을 구현했는데 삼성SDI의 UPS용 배터리 'U8A1'이 탑재돼 있다. U8A1은 고유의 각형 배터리 폼팩터에 리튬망간산화물(LMO) 소재를 적용해 고출력 성능과 안전성을 동시에 확보한 제품이다. AI 데이터센터 전용 제품으로 고에너지 밀도를 구현함으로써 기존 제품 대비 공간 효율을 33% 높여 적은 수의 배터리로도 데이터센터가 요구하는 전력을 빠르고 안정적으로 공급할 수 있다. 또한 정전 등 비상시에만 작동하는 일반적인 UPS용 배터리와는 달리 AI 전력 수요가 급증할 때 전력 품질을 안정화하는 기능도 있어 UPS 고객들의 수요에 최적화된 제품이다.

부스 한쪽에는 AI시대에 안정적이고 친환경적인 전력 운영을 위해 필수적인 에너지저장장치(ESS) 솔루션인 삼성배터리박스(SBB)의 풀 라인업이 전시된다. 삼성SDI 관계자는 "관람객들은 20피트 컨테이너 안에 수만개의 하이니켈 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 각형 배터리셀이 가득 차 있는 SBB 1.5의 내부를 볼 수 있다"면서 "차별화된 ESS 안전 기술인 모듈 내장형 직분사 시스템도 확인할 수 있다'고 말했다.

삼성SDI는 SBB존에서 올해 인터배터리 행사에서 처음 공개되는 ESS용 화재 예방 소프트웨어를 선보인다. AI를 기반으로 배터리 상태, 수명, 이상 등 전반적인 건강을 진단하고 이상을 사전에 탐지하고 예측하는 프로그램이다. 해당 소프트웨어는 삼성SDI가 국내외 140개 이상 ESS 사이트에서 수집한 데이터를 학습하고 이를 기반으로 독자적인 알고리즘과 자체 개발한 상태 진단 지표로 분석해 배터리의 상태를 사전에 예측한다.

배터리 업계에서 각형 기술 관련 특허를 가장 많이 보유하고 있는 삼성SDI는 각형 배터리의 차별화된 성능과 안전성 기술도 집중 홍보한다는 계획이다. 특히, 올해 '인터배터리 어워즈' 수상작인 '700Wh/L 고에너지 각형 배터리' 등을 전시하며 독자적으로 축적한 노하우를 선보인다. 한편, 관람객들은 삼성SDI 원통형 배터리가 탑재된 전동공구를 현장에서 직접 살펴보며 삼성SDI의 초고출력 원통형 배터리 기술력도 확인할 수 있다. 삼성SDI의 원통형 배터리에는 셀 내부 저항을 줄이는 기술이 적용돼 고출력 구현과 급속 충전이 가능하다. 삼성SDI 원통형 배터리가 탑재된 원형 톱은 목재 절단시 기존 배터리보다 작업 시간을 최대 40% 줄일 수 있고, 15분 만에 배터리를 80%까지 충전할 수 있다.

SK온 인터배터리 2026 전시관 내 액침냉각 팩 모형. SK온

◆배터리 3사 차세대 혁신 기술 경쟁= 이번 인터배터리 행사에서는 삼성SDI 외에도 LG에너지솔루션 ·SK온 등 국내 대표 배터리 3사가 모두 참여해 미래 에너지 산업을 선도할 차세대 혁신 배터리 기술을 선보인다.

LG에너지솔루션은 전기차와 ESS를 포함해 로보틱스 및 드론 등 주요 산업에 적용되는 핵심 배터리 기술 및 사례를 전시한다. 세계 최대 전자·IT 전시회 'CES 2026'에서 공개된 홈로봇 LG클로이드를 비롯해 베어로보틱스 자율주행 로봇, 혈액 수송용 드론, 항공 큐브 위성 등이 대표적이다. 가격과 성능의 균형을 극대화한 리튬망간리치(LMR) 배터리도 처음으로 선보인다. 미국 GM과 공동으로 개발 중인 이 배터리는 지난해 미국에서 열린 배터리쇼 북미 2025에서 '배터리 혁신상'을 수상했다. 전고체 배터리 등 차세대 기술 개발 현황도 공개한다.

SK온은 '셀투팩(CTP) 통합 패키지 솔루션'을 처음 전시한다. 파우치CTP부터 파우치 통합 각형 팩, 대면적 냉각기술 CTP 등 SK온이 기졸 셀과 모듈 중심에서 팩 단위로 확장한 제품 포트폴리오를 구성해 선보인다. 또한 액침냉각 플루이드 기술을 적용한 '액침냉각 팩' 모형도 선보일 예정이다. 액침냉각 기술은 절연성 플루이드를 팩 내부에 직접 순환시켜 배터리 온도를 일정하게 유지함으로써 배터리 셀 안정성을 높이는 미래 유망 기술로 손꼽힌다.

이현주 기자 ecolhj@asiae.co.kr