전고체 배터리가 커지면 먼저 모자라는 건 셀이 아니라 황화리튬

2030년 중국이 전고체 배터리(전해질을 액체 대신 고체로 쓰는 배터리)의 '초기 대규모 상용화'를 국가전략으로 내걸었다(MTN 보도). 이 배터리가 커질 때 가장 먼저 모자랄 것은 셀이 아니라 황화리튬(Li2S)이다. 중국 Gotion은 황화리튬 생산능력을 2026년 300t에서 2030년 5만t으로 늘리겠다고 밝혔다(Gasgoo 보도). 지금 가격은 kg당 1만2000달러로, 경제성 목표인 50달러의 240배다(한국전기연구원 수치, 다음 뉴스 보도).

한눈에 보기

이 글은 Paper Trail 자체 테마 연구(2026-10-11 11:26 기준)와 출처 기사, 종목별 시세·공시를 바탕으로 썼다. 시세는 2026년 7월 10일 종가 대비 10월 8일 종가까지의 변화다. 네 곳 모두 수주·계약으로 확인된 호재는 아직 없다.

병목 1: 황화리튬, 왜 모자라나

Gotion 발표에 따르면 고체전해질이 셀 원가의 70~80%이고, 황화리튬이 전해질 원가의 70~80%다(Gasgoo). Paper Trail 연구는 이를 황화리튬 하나가 셀 원가의 절반 이상을 정한다는 뜻으로 읽는다.

만들 수 있는 곳이 적다. 고온·고에너지 공정이 필요하고, 수분에 민감하며, 수율(투입 대비 쓸 만한 제품 비율)이 낮다. 연구 기록상 양산 가능한 업체는 한국의 이수스페셜티케미컬(150t)과 레이크머티리얼즈(120t), 롯데에너지머티리얼즈(파일럿 70t), 중국 Gotion(2026년 300t), 일본 Idemitsu 정도다. 증설에는 공정 검증과 엔지니어링 협업이 필요해 1~2년 이상 걸린다.

수요는 셀보다 훨씬 빠르게 는다. Gotion은 황화리튬을 2026년 300t에서 2030년 5만t으로(약 167배), 완제 고체전해질을 2,000t에서 10만t으로(50배) 늘릴 계획이다. 셀 한 개가 늘 때 소재 수요가 그보다 훨씬 크게 늘어나는 구조다.

병목 2: 리튬메탈박, 왜 모자라나

차세대 셀은 흑연보다 에너지밀도가 약 10배 높은 리튬메탈 음극을 쓴다(에코프로 설명). 문제는 두께다. 수 마이크론(1마이크론은 1000분의 1mm)급 초박막은 기존 압출·압연 공정으로 만들기 어렵다(Benchmark Minerals).

Benchmark에 따르면 2023년 전 세계 리튬메탈 생산능력은 연 7,500t이고, 배터리급은 그 절반에 못 미친다. 중국이 90% 이상을 차지한다. Benchmark는 2026년 한 해에만 10GWh가 넘는 수요에 비해 가용 생산량이 5~10GWh 수준이라고 봤다. 미국에서는 Albemarle이 유일한 자국 생산자다.

이수스페셜티케미컬, 황화리튬 상업생산은 시작했지만 계약은 아직

황화리튬을 만드는 회사다. Paper Trail 연구는 황화리튬을 주사업으로 하는 한국 유일의 독립 상장사로 본다. 플랜트는 연 150t 설계이고 시장이 커지면 최대 500t까지 늘릴 수 있다(fnnews). 리드경제는 10월 상업생산 돌입을 보도했다. 한·미·일 배터리사와 2021년부터 사업성을 검증해 왔고, 메리츠증권은 2027년부터 본격 공급이 시작될 것으로 봤다(아시아경제). 다만 확인된 정식 공급계약이나 점유율은 아직 없다. 연구 기록의 매출총이익률은 16.3%로 전년 대비 11.9%p 올랐다. 주가는 기간 중 27.6% 올랐고 기간 고점 종가(8만4000원) 대비 4.2% 아래다. 최근 일주일 공시는 IR 개최 안내와 주식선물 가격제한폭 확대요건 도달뿐이고, 수주·생산 관련 공시는 없다.

다음에 볼 것은 두 가지다. 하나는 상업생산의 수율과 가동률이 공개되는지, 500t 증설이 공식화되는지다. 다른 하나는 삼성SDI·LG에너지솔루션·SK온 같은 셀 제조사와 정식 공급계약이 나오는지다. 반대로 Gotion 등 중국 업체가 저가로 대량 증설하거나 고객사가 직접 생산(내재화)하겠다고 밝히면 전제가 흔들린다. 매출총이익률 개선이 한 분기라도 꺾이는지도 본다.

레이크머티리얼즈, 설비는 있고 샘플 단계다

자회사 레이크테크놀로지가 황화리튬 연 120t 설비를 2023년 말 완공했다. 연구 기록상 삼성SDI·LG에너지솔루션·에코프로비엠·롯데에너지머티리얼즈에 샘플을 공급하고 있다. 회사는 전고체 매출 비중 20%를 2028년 목표로 밝혔다(한국경제). 지금은 그보다 작다는 뜻이다. 순이익률 9.2%, 매출 성장 19.1%는 연구 기록 수치이며 전부 이 테마에서 나온 것이 아니다. 주가는 기간 중 0.4% 올랐고 기간 고점 대비 6.4% 아래다. 최근 일주일 공시와 최근 3일 뉴스는 없다.

다음에 볼 것은 샘플이 양산 공급계약으로 바뀌는지, 증설 투자 집행 소식이 나오는지다. 연구 기록의 부채비율은 151%이고 잉여현금흐름(영업활동으로 번 돈에서 투자를 뺀 값)은 마이너스다. 증설 자금을 유상증자로 조달해 지분이 희석되는지가 변수다. 샘플 테스트 탈락이나 품질 이슈 보도, 경쟁사의 가격 선점도 확인할 부분이다.

롯데에너지머티리얼즈, 전고체 몫은 아직 파일럿

연구 기록상 황화물계 고체전해질(파일럿 70t)과 전고체용 동박이 이 테마와 맞닿은 부분이다. 파일럿은 시험 생산 규모를 뜻한다. 이 부분의 수주나 공시는 확인되지 않았다. 최근 보도는 대부분 회로박 공급과 동박 가동률, 수율 이야기다. 비즈니스포스트는 동박 수율 개선을 과제로 짚었다. 즉 이 회사의 주가 흐름에서 전고체 몫이 얼마인지는 분리해 볼 수 없다. 주가는 기간 중 55.9% 올랐고 10월 8일 종가가 기간 고점이다. 최근 일주일 이 테마 관련 공시는 없다.

다음에 볼 것은 전해질 파일럿이 양산 일정이나 고객사 계약으로 이어지는지다. 동박 쪽 가동률과 수율 개선도 함께 봐야 한다. 상승이 전고체 때문인지, AI·ESS(에너지저장장치) 수요에 따른 동박 때문인지 구분하는 데 필요하다.

에코프로비엠, 리튬메탈은 계열사 몫이다

연구 기록상 고체전해질과 리튬메탈 음극재가 맞닿은 부분이다. 확인되는 접점은 두 가지다. 삼성SDI와 협력한다는 보도가 있다(MTN). 계열사 에코프로이노베이션은 Hydro-Québec과 리튬메탈 음극재를 공동 개발하고 있다. 리튬금속 생산부터 초박형 포일까지 전 공정을 2027년 3월까지 캐나다에 구축한다는 내용이다(kbmaeil). 계열사 사업이므로 에코프로비엠 매출이 되는지는 별도로 확인해야 한다. 전고체 비중은 데이터로 확인되지 않는다. 주가는 기간 중 4.0% 올랐고 기간 고점 대비 3.1% 아래다. 최근 일주일 공시는 IR 개최, 공정공시, 주식선물·옵션 가격제한폭 확대요건 도달이며 제목상 이 테마와의 연결은 보이지 않는다. 9월 21일에는 신주인수권증서가 신규 상장됐다.

다음에 볼 것은 삼성SDI와의 협력이 샘플 단계를 넘어 납품 계약으로 이어지는지다. 리튬메탈은 중국이 90% 이상을 차지하는 시장이고 초박막 제조 난이도가 높다. 양산 일정이 공식화되는지가 관건이다. 최근 소부장·2차전지·ESS 전반이 함께 올랐다는 보도도 많아(매일경제, 조선일보) 이 테마만의 효과로 보기는 어렵다.

이 테마에서 조심할 점

• 시점이 멀다. 삼성SDI는 2027년, LG에너지솔루션과 SK온은 2027~2029년에 시제품 양산을 계획한다. LG에너지솔루션의 무음극 전고체는 2030년이다(MTN). 소재 수요가 본격적으로 커지는 시기는 그 뒤다.
• 가격 주도권이 한국에 있지 않을 수 있다. Gotion이 2026년에만 300t을 계획한다고 밝혔다. 이수스페셜티케미컬 150t의 두 배다. 중국 업체의 저가 증설이나 고객사 내재화가 나오면 가격이 지금처럼 유지되지 않을 수 있다.
• 테마 매출이 작거나 섞여 있다. 레이크머티리얼즈는 전고체 비중 20%를 2028년 목표로 두고 있다. 롯데에너지머티리얼즈와 에코프로비엠은 다른 사업 비중이 크다. 공시로 확인된 계약은 네 곳 모두 아직 없다.
• 오른 이유가 섞여 있다. 최근 2차전지 전반의 투자심리 회복과 ESS 수요 기대가 같은 시기에 겹쳤다. 해외에서는 SK온 공급계약을 가진 미국 Solid Power(SLDP)가 황화물 전해질 경쟁자다. 다만 시가총액이 작고 생존·희석 위험을 따져 봐야 한다는 것이 연구 기록이다.