▲ 인간의 공간에서 일해야 하는 로봇에게 배터리 공간은 턱없이 부족하다.

현재 시장에 쏟아지는 중국산 로봇(Unitree, AgiBot 등)은 대부분 자국의 CATL, BYD가 만든 LFP(리튬인산철) 배터리를 탑재하고 있다. 이유는 단순하다. 압도적으로 싸고, 대량 생산이 가능하기 때문이다.

하지만 여기에는 치명적인 함정이 있다. 비유하자면 ‘페라리 차체에 경운기 엔진을 얹은 격’이다.

• 공간의 제약: 휴머노이드 로봇의 몸체 공간은 전기차의 5% 수준에 불과하다. 에너지 밀도가 낮은 LFP 배터리로는 충분한 용량을 넣을 수 없다.
• 고부하의 취약성: 로봇이 무거운 짐을 들거나 계단을 오를 때 전력 소모는 5~10배 폭증한다. LFP는 이 순간적인 피크 출력을 견디지 못하고 전압이 떨어지거나 과열된다.

결국 중국산 로봇들은 ‘걷기 쇼’는 잘하지만, 실제 현장에서 20kg 상자를 들고 나르는 고강도 작업을 시키면 1시간도 채 버티지 못하는 ‘반쪽짜리’가 되고 만다. 이것이 전고체 배터리가 필요한 이유다.

테슬라 옵티머스가 한국 배터리를 선택한 이유

반면, ‘실전 투입’을 목표로 하는 테슬라의 옵티머스(Optimus)나 보스턴 다이내믹스의 아틀라스(Atlas)는 다른 선택을 했다. 그들은 비싸더라도 한국산(LG에너지솔루션, 삼성SDI) 고밀도 배터리를 찾고 있다.

테슬라 옵티머스가 2025년 하반기부터 공장에 투입될 수 있는 이유는 바로 이 강력한 심장 덕분이다. 중국 로봇 기업들조차 고성능 모델에는 한국 배터리를 쓰기 위해 러브콜을 보내고 있는 아이러니한 상황이 벌어지고 있다.

하지만 리튬이온 배터리도 과도기일 뿐이다. 로봇이 인간처럼 하루 8시간 이상, 충전 없이 일하기 위해 필요한 ‘특이점’은 바로 전고체 배터리다.

전고체 배터리 2027년 상용화: 400 Wh/kg 에너지 밀도의 혁명

전고체 배터리는 로봇의 3대 난제인 ‘무게, 용량, 안전’을 동시에 해결한다. 액체 전해질을 고체로 바꿔 화재 위험을 없애고, 에너지 밀도를 획기적으로 높여 로봇을 진정한 ‘노동자’로 만든다.

2027년이 분수령이다. 삼성SDI가 2027년 전고체 배터리 양산을 선언하며 가장 앞서 나가고 있다. 중국 기업들은 ‘준고체(Semi-solid)’ 물량 공세로 추격하고 있지만, 진정한 고밀도 전고체 배터리 기술에서는 한국이 1~2년 이상 앞서 있다는 것이 업계의 지배적인 평가다.

전고체 배터리가 로봇 산업에 미칠 파급력은 엄청나다. 에너지 밀도 400-500 Wh/kg 달성으로 로봇은 8-12시간 연속 작동이 가능해진다. 이것은 로봇이 ‘데모용 장난감’에서 ‘진짜 노동자’로 진화하는 순간이다.

2027년 전고체 배터리 상용화는 로봇 산업의 ‘아이폰 모멘트’가 될 것이다. 테슬라 옵티머스, 보스턴 다이내믹스, 그리고 수많은 스타트업들이 이 기술을 기다리고 있다. 전고체 배터리가 양산되는 순간, 로봇 시장은 폭발한다.