최근 시큐리티타임스(Securities Times)는 GEM에 상장된 LEAD를 방문해 회사의 동사장인 왕연청(Wang Yanqing)과 인터뷰를 진행했습니다. 이 인터뷰는 고체 전지 산업의 최전선 트렌드를 바탕으로, 기업이 어떻게 뒤처짐에서 추격, 그리고 재생에너지 지능형 장비의 턴키 솔루션으로 세계 시장 점유율 1위를 차지하기까지의 “기술적 긴 여정”을 걸어왔는지를 살펴보았습니다.

광활한 자본시장 별빛 속에서 GEM에 상장된 기업들은 마치 반짝이는 별처럼, 중국의 첨단 제조, 디지털 경제, 녹색 저탄소 등 다양한 분야에서 모범적인 기업의 빛을 발하고 있습니다. 여기서는 “우수한 혁신”의 비옥한 토대와 “고속 성장”의 요람이 되어 1,000개 이상의 고신기술 기업이 업계의 선두주자로 성장하는 기적을 창출했습니다.

이 별빛 속에서 리튬 이온 전지 산업 체인 기업들은 더욱 빛나고 있습니다. GEM에는 중국 재생에너지 산업을 이끌고 있는 CATL과 같은 “선도함선”뿐만 아니라, 세계적인 리튬 이온 전지 장비를 구축해 글로벌 EV용 전지 “함대”에 강력한 “갑옷”을 제공하는 LEAD와 같은 기업도 있습니다.

2024년, LEAD는 세계 유일의 자주 지식재산권을 보유한 전고체 전지 턴키 솔루션을 출시하며 “차세대 전지”의 생산 생명선을 쥐고 있습니다. 20여 년 전, BYD의 회장 왕전복(Wang Chuanfu)이 리튬 전지 산업에 진입하기로 결심했을 때, 수백만 위안을 들고 일본에 리튬 전지 장비를 구매하러 갔지만, 일본측은 상상조차 할 수 없는 높은 견적을 제출하며 중국은 리튬 전지를 제조할 수 없다고 했습니다. 하지만 이제 LEAD를 대표로 하는 중국 리튬 전지 장비 기업들은 외국 기술의 독점을 깨고 세계 정상에 서게 되었습니다.

뒤처짐에서 추격, 그리고 재생에너지 지능형 장비의 턴키 솔루션으로 다년간 세계 시장 점유율 1위를 차지한 LEAD는 어떻게 이 “기술의 긴 여정”을 걸어왔을까요? 기자는 강소성 무석시에 위치한 LEAD 본사에 방문해 그 답을 찾기 위해 탐방하였습니다.

“선두주자” 뒤의 기술 전쟁

“전고체 전지 장비의 연구개발은 처음부터 길고 힘든 여정이었다.” LEAD 왕연청 동사장이 시큐리티타임스 기자에게 이렇게 말했습니다.

LEAD 공장에 들어서면 하얀 건물이 눈에 들어오고, 그 위에는 “세계 최고의 지능형 장비 선도 기업으로 도약”라는 푸른 글자가 눈에 띕니다. 이것이 바로 LEAD의 기업 비전입니다.

하지만 아마 LEAD 내부 직원만이 “선두주자”라는 표현 뒤에 얼마나 많은 어려운 기술적 난관이 존재하는지를 알 것입니다. 그 중에서도 전고체 전지 턴키 솔루션의 연구 개발과 돌파는 가장 힘든 전쟁 중 하나입니다.

전고체 전지는 리튬 전지의 “궁극적 형태”로 여겨지며, “작은 공간에 큰 에너지를 숨길 수 있는” 특성을 가지고 있습니다. 고체 전해질을 액체 전해액으로 대체함으로써 “인화성 및 폭발성” 문제를 해결하여, 전고체 전지는 보다 안전하게 전지 에너지 밀도를 높일 수 있습니다. 따라서 크기가 더 작아져 50% 이하의 전지 부피로 동등하거나 더 높은 전력을 지닐 수 있는 가능성이 열립니다.

액체 리튬 전지의 에너지 밀도는 이미 안전 한계에 가까워져 추가적인 향상 공간이 제한적입니다. 따라서 전고체 전지는 차세대 전지 기술로 여겨지며, 전지 성능의 새로운 혁명을 이끌 가능성이 있습니다. 각 전지 생산업체와 자동차 기업들이 잇달아 이 분야에 투자하고 있습니다.

전지 생산은 반드시 “장비 선행”해야 하며, 먼저 돌파해야 할 것은 핵심 리튬 전지 장비의 생산 제조입니다. 액체 리튬 전지의 생산 과정을 “제조의 칼”에 비유한다면, 전고체 전지의 생산은 “제조의 총”에 비유할 수 있으며, “정밀도”에 대한 요구가 더욱 엄격합니다. 혁신적인 장비와 공정이 필요합니다.

전고체 전지의 생산 체인은 매우 길며, 많은 핵심 장비가 포함됩니다. 전고체 전극 제조, 전고체 전해질 필름 제조 장비부터 고전압 포메이션 및 치밀화 장비 등, 각 장비의 기술적 난관 극복은 모두 “기술적 긴 여정”을 거쳐야 합니다. 왕연청은 “LEAD에게는 전고체 전지 양산의 기술적 난점은 주로 고체 전지 전극과 고체 전해질 필름의 제조 단계에 집중되어 있으며, 연속 치밀화는 턴키 라인의 양품율과 효율성을 높이는 데 가장 어려운 병목이다.”라고 밝혔습니다.

LEAD 관계자는 기자에게 “다양한 소재의 전기화학적 특성과 물리적 특성의 영향을 받아, 서로 다른 공정이 고체 전해질 필름의 두께와 이온 전도율에 큰 영향을 미친다.”라고 설명했습니다. 전통적인 전극과 전해질 필름의 제조 방법은 습식 공정에서 파생되어 전해질 소재의 분산 불균일, 전해질 필름의 양산 일관성 부족, 셀 압착 변형 등 많은 병목 현상이 존재하여 전고체 전지의 양산 요구를 충족할 수 없습니다.

왕연청은 기자에게 “전극 등 핵심 재료는 업계에서 인정받는 기술 장벽이다. 이 도전 앞에 많은 업계 동료들이 관련 연구개발을 포기했다. 여러 차례의 실패를 겪은 후, LEAD 팀도 큰 압박을 느꼈다.”라고 전했습니다.

“기술 장벽”을 이겨내기 위해 왕연청은 직접 팀을 이끌어 공격에 나섰습니다. 내부적으로 LEAD는 우수한 엔지니어와 최첨단 연구 인력을 선발하여 “다학제 공격 팀”을 구성했습니다. 외부적으로는 관련 분야 전문가와 연락하여 외부 전문가를 “다학제 공격 팀”에 합류시키고, 여러 차례의 분야 간 회의와 기술 교류를 진행했습니다.

수개월 간의 기술적 난관을 극복한 결과, LEAD는 건식 전극 기술을 혁신적으로 개발하여 습식 공정에서 발생하는 용매와 분산제가 가져오는 부작용을 완전히 피했습니다. 그 결과 전극의 이온 전도율과 순환 수명이 상업적 기준에 도달했습니다. 또한, 전극의 필름화 일관성이 높아져 연속적인 필름 형성과 효율적인 양산이 가능해졌습니다.

결국, LEAD는 세계 유일하게 자주 지적재산권을 보유한 전고체 전지 턴키 솔루션 제조업체가 되었으며, 전고체 전지 산업 발전의 “이정표”에 자신의 이름을 새겼습니다. “현재 LEAD는 전고체 전지 양산의 모든 공정 단계를 성공적으로 통과하며, 턴키 솔루션에서 각 공정의 핵심 장비까지의 커버리지를 달성하여 업계 내의 전면적인 돌파와 선도에 이르렀다.”라고 왕연청이 밝혔습니다.

“긴 여정의 전진자” 발 아래의 발전 저울

전고체 전지가 연구개발에서 상용화에 이르는 과정이 “긴 여정”이라고 하면, “여정”의 끝에 도달하기 위해서는 양품율, 원가 및 환경 보호 간의 균형을 이루어야 합니다.

“전고체 전지 생산라인은 제조환경에 대한 요구가 엄격하고 에너지 소비가 크며, 부산물이 환경에 미치는 영향도 상당합니다. 어떻게 양산에서 높은 양품율, 저비용을 달성하며 환경 친화적인 생산을 구현할 것인지는 업계가 직면한 큰 문제이다.”라고 왕연청이 말했습니다.

최근 몇 년 간, EV용 전지의 “환경 보호” 속성이 질의를 받았습니다. 비록 리튬 전지가 녹색 청정 에너지이지만, 리튬 전지의 생산 및 재활용 과정이 반드시 “녹색 청정”으로 이루어지지는 않았습니다. 전체 생산 체인의 녹색 저탄소화를 이루기 위해서는 장비 측면에서의 노력이 필요합니다.

왕연청은 “LEAD의 핵심 장점은 턴키 라인이다. LEAD는 현재 세계에서 진정으로 완전한 자주 지적재산권을 보유한 리튬 전지 지능형 제조 턴키 솔루션 제공업체이다. 이는 LEAD가 리튬 전지 생산의 전체 장비 체계에 대한 모든 소프트웨어 및 하드웨어 기술을 보유하고 있으며, 지능형 장비와 지능형 생산의 통합, 최적화, 업그레이드 능력을 갖추고 있음을 의미한다.”라고 강조했습니다.

다른 리튬 전지 장비 제조업체와 비교할 때, LEAD는 전고체 전지 생산의 각 공정에 필요한 모든 핵심 장비를 제공할 수 있습니다. 이는 장비 적합성 문제를 해결할 뿐만 아니라, 전체 생산 프로세스의 관리 및 추적을 보다 잘 수행할 수 있게 합니다. 또한, 생산 라인 솔루션이 고도의 자동화 및 지능화 특성을 갖추고 있어 생산 과정에서 인력이 적거나 심지어 무인 생산이 가능해지며, 고객이 원천적으로 원가 절감 및 효율성 향상, 에너지 절약 및 배출물 감축을 실현하는 데 기여합니다.

LEAD는 이를 위해 “소프트웨어와 하드웨어를 동시에 강화”하여 새로운 생산 관계를 통해 새로운 생산력을 발전시켰습니다. 하드웨어 측면에서 다양한 지능형 장비를 제공하는 것 외에도, 소프트웨어 측면에서는 Lead ACE 지능형 제조 턴키 솔루션을 개발하여 공장이 원재료, 생산, 포장, 납품의 전 과정에서 표준화 및 지능형 관리가 가능하도록 지원합니다. 마치 장비에 “Intelligent Brain”를 장착한 것과 같습니다.

LEAD 관계자는 회사가 독창적으로 개발한 Lead ACE 지능형 제조 솔루션의 지침에 따라 전고체 전지 제조업체를 위해 지능형 통합 무인 생산 라인을 구축할 수 있다고 밝혔습니다. 전고체 전지 제조 공정 단계를 통합하여 자체 개발한 기술을 통해 공정을 간소화하고 전후 공정 주기를 단축했습니다. LEAD의 독창적인 미세환경 관리 솔루션과 결합하여 제품의 효율적이고 고품질 생산을 보장하면서 에너지 소비, 인력 수요, 전체 투자 수요의 종합적인 비용 절감을 달성합니다.

“이 과정에서 미세환경 관리 솔루션의 적용은 생산 전 과정의 환경 독립성을 보장하여 산업 부산물이 자연 환경에 미치는 영향을 최소화하고, 고객이 장기적인 지속 가능한 성장을 이룰 수 있도록 돕는다.”라고 해당 관계자는 말했습니다.

“개척자” 앞에 넓은 잠재 시장

LEAD의 눈에는 전고체 전지가 “미래의 기술 바다”로 보입니다. 왕연청은 2018년 이전에 LEAD가 전고체 전지의 막대한 잠재력을 포착하고, 전고체 전지 기술에 대한 깊은 배치를 진행한 것은 글로벌 시장 트렌드를 따르는 동시에 첨단 장비의 국산 대체에 대한 긴급한 수요를 충족하기 위함이라고 밝혔습니다.

전통적인 액체 전지와 비교하면, 전고체 전지는 더 높은 에너지 밀도와 안전성을 갖추고 있어 상업적 응용 범위가 확장될 가능성이 높습니다. 이는 전기 자동차 및 에너지 저장 분야에 국한되지 않고, 비행 자동차, 드론, 심지어 위성의 “전기적 꿈”을 실현할 수 있는 가능성도 가지고 있습니다.

중상 상업 산업 연구소(China Commercial Industry Research Institute)에 따르면 2030년까지 전 세계 전고체 전지 출하량은 614.1GWh에 이를 것으로 예상되며, 시장 공간이 넓습니다. 현재 전고체 전지는 아직 대규모 양산에 이르지 못했으며, 생산 비용이 높은 상황이지만, 터우바우 연구원(LeadLeo)은 새로운 소재의 지속적인 발견과 제조 공정의 개선에 따라 미래의 전고체 전지는 가공 공정에서 기술 경로를 변화시켜 75%의 생산 비용을 낮출 수 있다고 보고했습니다.

전고체 전지 기술이 지속적으로 성숙하고 비용이 감소함에 따라 그 응용 분야도 계속 확장되어 LEAD에 새로운 성장 동력을 제공할 것입니다. 왕연청은 기자에게 현재 전고체 전지의 기술 성숙도가 “상용화 단계에 근접해 있으며”, 고수준 기업들이 관망을 끝내고 적극적으로 전고체 전지 시장 개발 및 구축에 나서고 있고 업계는 빠른 발전 기회가 찾아올 것으로 기대하고 있다고 말했습니다.

“2020년부터 LEAD는 여러 산업 선도기업들과 장비 협력을 맺고, 국내외 유명 자동차 및 전고체 전지 생산기업의 전고체 전지 생산라인 주문을 성공적으로 확보했다. 초기 피드백에 따르면 전지 생산 라인은 여러 면에서 우수한 성능을 보이며, 시장 반응도 좋다. LEAD의 전고체 전지 핵심 시험 라인 장비인 건식 전극, 스택, 전고체 전지 조립 등이 이미 수출되었으며, 고객의 공정 개발 및 검증을 효과적으로 지원하고 있다.”라고 왕연청이 말했습니다.

LEAD의 전극 제조, 캘린더링, 스택, 조립 및 화성, 물류 등 일련의 혁신적인 솔루션은 이미 세계 최초의 전고체 전지 양산 라인에 성공적으로 적용되어 산업이 새로운 단계로 나아가는 데 기여하고 있습니다. 동시에 LEAD의 미세환경 관리 솔루션도 제때에 납품되었습니다.

배터리 제조 산업은 기술 및 공정 체계가 매우 복잡하며, 세부 사항에 대한 관리와 정밀도 요구가 거의 혹독합니다. 이러한 특성은 산업이 기술 진화를 할 때, 엄격한 생산 기준을 충족하기 위해 지능형 제조 장비에 의존해야 함을 의미합니다.

왕연청은 “설비 제조업은 기술 진입 장벽이 워낙 높아 핵심 기술과 핵심 공정의 연구개발, 실험 검증, 규모화 생산의 도전을 넘어 기술 적용의 광범위한 시장 침투를 이루게 되면, 회사의 선두 위치는 후발 주자들이 쉽게 흔들 수 없게 된다. “라고 말했습니다.

전 세계를 보면, 중국은 여전히EV용 전지 산업에서 우위를 점하고 있습니다. SNE Research의 통계에 따르면 2024년 상반기 글로벌 시장에서 EV용 전지 장착량 순위에서 상위 10개 기업 중 6개가 중국의 EV 전지 제조업체가 차지하며, 전체 시장 점유율은 64.9%에 달하고, 전년 대비 3.2포인트 증가했습니다. 그러나 일본을 비롯한 아시아 기업들도 활발히 전고체 전지 연구개발에 나서며, “차세대 전지 기술”에서 중국 기업과 경쟁할 준비를 하고 있습니다.

“LEAD의 전고체 전지 분야에서의 돌파구는 중국이 글로벌 전지 산업에서 발언권을 강화하고, 신재생 에너지 기술 분야에서 국가의 경쟁력을 높이는 데 기여할 것이다. 또한 중국 기업이 관련 산업 표준 및 무역 규칙의 제정 과정에서 더 유리한 입지를 차지할 수 있도록 도와줄 것이다.”라고 왕연청이 강조했습니다.