'전고체 전지 특허 경쟁' 한발 앞서간다…한국, 출원 증가율 세계 2위

다출원 부문 상위 10위권에도
삼성전자·삼성SDI·현대자동차
LG엔솔…국내 기업 4곳 포함

삼성SDI 전고체 배터리 모형 /삼성SDI 제공

한국이 차세대 배터리로 꼽히는 전고체전지 특허 경쟁에서 출원 증가율 세계 2위를 기록했다. 전고체전지는 액체 전해질을 불연성 고체 전해질로 대체해 화재 위험을 낮추고 에너지 밀도를 높일 수 있는 기술이다. 전기자동차는 물론 휴머노이드 로봇 등 신규 수요처 확대로 상용화 기대가 커지고 있다.

지식재산처는 2004년부터 2023년까지 최근 20년 동안 IP 다출원 상위 5개국(IP5: 한국·미국·중국·EU·일본)에 출원된 전고체전지 분야 특허 동향을 분석한 결과, 한국 기업 등의 출원이 2004년 45건에서 2023년 1044건으로 늘어 연평균 18% 증가했다고 밝혔다.

출원 증가율로 따지면 중국(33.6%)에 이어 2위다. 같은 기간 IP5 전체의 전고체전지 특허 출원은 2004년 331건에서 2023년 3938건으로 증가해 연평균 13.9% 성장세를 나타냈다. 국적별 누적 출원 기준으로는 일본이 9881건으로 가장 많았다. 중국(6749건), 한국(5770건), 미국(4417건), 유럽(2173건)이 뒤를 이었다.

한국 기업은 상위 10대 다출원인 순위에 기업 네 곳이 이름을 올렸다. 도요타가 2337건으로 1위를 차지한 가운데 LG에너지솔루션이 2136건으로 2위에 올랐다. 삼성전자(724건)는 4위, 삼성SDI(706건)는 5위, 현대자동차(539건)는 6위로 집계됐다.

2021년 이후 3년간 국내 기업의 출원 증가세가 두드러졌다. 삼성SDI는 특허 출원 연평균 증가율이 약 51.7%로 전체 출원인 가운데 가장 높았다. LG에너지솔루션은 약 50.8%로 그 뒤를 이었다. 최근 휴머노이드 개발 경쟁이 가열되면서 국내 배터리 3사도 로봇에 탑재될 전고체전지 개발에 속도를 내고 있다. 삼성SDI는 국내 배터리 기업 최초로 지난 2023년 전고체전지 소규모 생산 라인을 구축하고 2027년 양산을 목표로 테스트를 진행 중이다.

다출원인 상위 10곳 가운데 일본 기업은 도요타 등을 포함해 5곳이 이름을 올렸다. 전기자동차 시장이 둔화 국면에 들어섰지만 차세대 배터리 주도권을 둘러싼 기업·국가 간 특허 경쟁이 한·중·일을 중심으로 오히려 가속화하는 흐름이다.

전고체전지는 피지컬 AI 기술 혁신과 맞물려 개발 속도가 더 빨라질 것이라는 전망도 나온다. 글로벌 시장조사업체 SNE리서치는 전고체전지 시장 규모가 2022년 2750만달러에서 2030년 400억달러까지 급성장할 것으로 내다봤다. 정부도 차세대 배터리 기술 선점을 위한 예산 투입에 속도를 낸다는 방침이다. 2035년까지 추진할 2차전지 산업기술 로드맵을 연내 수립하고, 관련 기술 개발에 2800억원을 투입한다는 계획이다. 지재처는 한·중·일 간 차세대 배터리 기술 확보 경쟁이 심해지는 만큼 특허 분석 결과를 적극 공유해 국내 기업의 시장 선점을 지원하겠다고 밝혔다.

최영총 기자 youngchoi@hankyung.com