배터리 역사 200년 - 볼타전지에서 전고체까지
지금 손에 든 스마트폰, 타고 다니는 전기차, 집에 있는 노트북.
이 모든 것의 심장이 배터리입니다.
1800년 개구리 다리 실험 하나에서 시작해서
2027년 삼성의 전고체 배터리까지,
단 200년 만에 세상을 바꾼 이야기입니다.
1791년, 개구리 다리가 움직였다
이탈리아 과학자 루이지 갈바니가 해부대 위의 개구리 다리에 두 종류의 금속을 대자 다리가 움직였습니다. 그는 "개구리 몸속에 동물전기가 있다"고 생각했는데, 동료 알레산드로 볼타는 달랐습니다. "전기는 개구리가 아니라 두 금속 사이에서 나온다"고 주장했고, 그것을 증명하기 위해 직접 배터리를 만들었습니다.
1800년 볼타전지의 탄생이었는데, 그 개구리 다리 하나가 200년 후 전기차를 달리게 하는 배터리 혁명의 시작이었습니다. 그리고 지금 삼성SDI가 2027년 양산을 목표로 개발 중인 전고체 배터리가 그 혁명의 다음 챕터입니다. 오늘은 그 200년의 여정을 만나보겠습니다.
볼타전지에서 전고체까지 배터리 200년 역사 타임라인 ㅡ AI 이미지
🔋 배터리 200년 - 연대별 혁명
⚡ 1800년 - 볼타전지: 최초의 배터리
알레산드로 볼타가 아연과 구리 원판을 소금물에 적신 종이와 번갈아 쌓아 전류를 만들었는데, 인류 역사상 최초로 지속적인 전기를 만들어낸 순간이었습니다. 전압의 단위 "볼트(V)"가 그의 이름에서 나온 것이 이 발명이 얼마나 중요했는지를 말해줍니다. 하지만 볼타전지는 실용적이지 않았는데, 액체가 흘러나왔고 수소 기체가 발생해서 금방 힘을 잃었으며, 들고 다닐 수도 없었습니다. 그럼에도 "전기를 저장해서 쓸 수 있다"는 개념을 인류가 처음으로 가진 순간이었습니다.
🚗 1859년 - 납축전지: 최초의 충전 가능한 배터리
프랑스 과학자 가스통 플랑테가 납과 황산으로 납축전지를 발명했는데, 볼타전지와 결정적으로 다른 점이 있었습니다. 충전이 가능했습니다. 방전된 후 전기를 넣어주면 다시 쓸 수 있는 "2차 전지"의 시작이었는데, 이 납축전지가 지금도 내연기관차의 시동 배터리로 쓰이고 있습니다. 납축전지 덕분에 1880~90년대 첫 번째 전기차 붐이 일었는데, 당시 전기차가 말이 끄는 마차와 가솔린 차보다 오히려 더 많이 팔렸다는 사실이 놀랍습니다. 무거운 배터리가 발목을 잡았지만, 전기차의 첫 번째 황금기가 납축전지 덕분에 가능했습니다.
📱 1991년 - 리튬이온: 세상을 바꾼 배터리
소니가 1991년 세계 최초로 리튬이온 배터리를 상용화했는데, 이것이 진짜 혁명이었습니다. 리튬은 금속 중 가장 가벼우면서도 전기화학적 에너지 밀도가 높았는데, 같은 무게로 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있었고, 충전해도 용량이 잘 줄지 않았으며, 소형화가 가능했습니다. 소니가 리튬이온 배터리를 캠코더에 처음 넣었는데, 이후 노트북·휴대폰·디지털카메라가 작아지고 가벼워진 것이 모두 리튬이온 덕분이었습니다. 1991년 이후 30년간 리튬이온 배터리 에너지 밀도가 10배 이상 향상됐는데, 전기차가 현실이 된 것은 이 30년간의 리튬이온 혁신 없이는 불가능했습니다. 노벨화학상이 2019년 리튬이온 배터리 개발자들에게 돌아간 것은 이 발명이 얼마나 중요한지 말해줍니다.
🌿 2000년대 - LFP 배터리: 저렴하고 안전하게
리튬이온의 한 종류인 LFP(리튬인산철) 배터리가 전기차 대중화의 핵심이 됐는데, 니켈·코발트 같은 희귀금속을 쓰지 않아서 가격이 낮았고, 열 안정성이 좋아서 화재 위험이 낮았으며, 수명이 길었습니다. BYD가 LFP를 밀어붙인 것이 세계 1위가 되는 데 핵심 역할을 했는데, BYD의 블레이드 배터리가 LFP를 혁신한 것이었고, 테슬라도 모델3·Y의 기본 트림에 LFP를 채택했습니다. 단점은 에너지 밀도가 낮아서 같은 주행거리를 위해 배터리가 더 무거워진다는 것인데, 그 단점을 BYD는 블레이드 구조로 상당 부분 극복했습니다.
🇰🇷 한국 배터리 3사 - 세계를 먹이다
배터리 역사에서 한국이 차지하는 위치가 특별한데, LG에너지솔루션·삼성SDI·SK온 세 회사가 세계 전기차 배터리 시장에서 중국 CATL·BYD와 함께 최상위를 다투고 있습니다. LG에너지솔루션이 테슬라, GM, 현대기아에 배터리를 공급하고 있는데, 원통형 배터리에서 세계 최고 기술력을 갖고 있었고, 폴란드·미국 공장에서 유럽·북미 전기차 배터리를 만들고 있습니다. SK온이 포드 F-150 라이트닝과 기아 EV6의 배터리를 만들었는데, NCM(니켈·코발트·망간) 배터리에서 강점이 있었고, 조지아주 공장에서 미국산 배터리를 생산하고 있습니다. 삼성SDI가 BMW·아우디·볼보에 배터리를 공급하고 있는데, 프리미엄 전기차 배터리 시장에서 강했고, 전고체 배터리 개발에서 가장 앞서 있다는 평가를 받고 있습니다. 2025년 한국 배터리 3사의 글로벌 전기차용 배터리 시장 점유율이 16%였는데, 중국 CATL·BYD의 빠른 성장에 밀리고 있었지만 기술력에서 앞서는 부분이 있었으며, 특히 전고체 배터리에서의 경쟁이 한국의 반격 카드였습니다.
배터리 역사를 보면 흥미로운 점이 있는데, 초기 배터리 기술은 유럽이 주도했고 리튬이온 상용화는 일본이 했으며, 지금 세계 배터리 생산은 중국이 57%를 차지하고 있습니다. 한국은 그 사이에서 프리미엄 기술로 승부하고 있었는데, 삼성SDI의 전고체 배터리가 2027년 양산에 성공한다면 게임이 또 한 번 바뀔 수 있었습니다.
🔮 2027년 삼성SDI - 전고체 배터리 혁명
삼성SDI가 2027년 하반기 전고체 배터리 양산을 목표로 개발하고 있는데, 이것이 배터리 역사의 다음 챕터입니다. 전고체 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 액체 전해질을 고체로 바꾼 것인데, 원리는 단순해 보이지만 구현이 매우 어려웠고, 그 어려움을 삼성SDI가 돌파하고 있었습니다. 삼성SDI가 공개한 전고체 배터리 시제품의 스펙이 놀라운데, 에너지 밀도 900Wh/L 이상이었고, 9분 만에 80% 충전이 가능했으며, 화재 위험이 현저히 낮았습니다. BMW와 전고체 배터리 실증 프로젝트 협약을 맺었는데, 세계 프리미엄 자동차 회사가 삼성의 기술을 인정한 것이었고, 인터배터리 2026에서 파우치형 전고체 배터리 샘플을 처음 공개해 업계를 놀라게 했습니다. 전기차뿐 아니라 휴머노이드 로봇·드론·AI 데이터센터까지 적용 분야를 넓히고 있는데, 배터리가 자동차를 넘어 모든 산업의 핵심이 되는 시대를 삼성SDI가 열려 하고 있었습니다.
삼성SDI 전고체 배터리 ㅡ AI 이미지
배터리가 바꾼 것들 - 그리고 바꿀 것들
배터리 200년 역사를 보면 패턴이 있는데, 새로운 배터리가 나올 때마다 세상이 바뀌었습니다. 납축전지가 나오자 첫 번째 전기차 붐이 왔고, 리튬이온이 나오자 스마트폰과 노트북이 대중화됐으며, 리튬이온이 개선되자 테슬라가 가능해지고 BYD가 세계 1위가 됐습니다. 전고체 배터리가 상용화되면 또 한 번 세상이 바뀔 것인데, 9분 충전이 일상이 되고 배터리 화재 걱정이 사라지며 전기차 가격이 내연기관차 아래로 내려갈 수 있습니다. 그렇게 되면 2030년대에 전기차가 내연기관차를 완전히 대체하는 시나리오가 현실이 될 수 있었습니다. 1800년 개구리 다리를 움직인 전기가 2030년대 세상을 달리는 자동차가 되는 여정, 그 200년짜리 이야기의 끝이 지금 쓰이고 있습니다.
다음 편에서는 지금 전기차를 달리게 하는 리튬이온 배터리의 종류와 특성을 자세히 살펴보겠는데, NCM·LFP·NCA 배터리가 어떻게 다르고 어떤 전기차에 어떤 배터리가 들어가는지, 내 전기차 배터리는 어떤 종류인지 한 번에 정리해 드리겠습니다.
1800년 볼타가 개구리 실험으로 배터리를 발명했고,
1859년 납축전지가 최초의 전기차를 달리게 했으며,
1991년 소니의 리튬이온이 스마트폰 시대를 열었습니다.
한국 배터리 3사가 세계 전기차를 먹이고 있고,
삼성SDI가 9분 충전 전고체 배터리를 준비하며,
2027년 또 한 번 세상이 바뀔 준비를 하고 있습니다.
200년 전 개구리 다리를 움직인 그 전기가
지금 도로 위를 달리고 있고,
앞으로 더 빠르고 더 멀리 달릴 것입니다.
⚡ 전기차 완전정복 2편 완결.
다음 편: 리튬이온 배터리 완전 해부