2026년까지 0.5 GW에서 2 GWh로: 박막 리튬 황화물 고체 전지 레이아웃 심층 분석

SMM, 12월 9일 뉴스:

핵심 요약: 상하이 펌-리튬은 2025년까지 상하이, 장시, 창저우에 0.5GWh 황화물 전고체 배터리와 30톤 규모 전해질 양산 라인을 구축했으며, 파우치 배터리 셀은 410Wh/kg, 2,000사이클을 달성했습니다. SAIC, FAW 등 완성차 업체로부터 지정을 확보했고, 2026년까지 2GWh로 확장해 소비자용, 소형 동력, 자동차용 분야에서 일괄 납품을 선도할 계획입니다.

펌-리튬 테크놀로지는 고체 배터리 분야의 스타트업으로, 황화물 전고체 리튬 배터리 기술의 연구개발, 생산 및 판매에 주력하고 있습니다. 제품에는 황화물 전해질과 고체 배터리가 포함되며, 소재, 배터리 셀, 제조 공정 등 황화물 전고체 배터리 공급망 전반의 핵심 기술 과제를 해결하는 것이 목표입니다. 다음 기사는 펌-리튬의 고체 배터리 전략과 발전 전망에 대한 분석을 제공합니다.

I. 기술 노선 및 고체 배터리: 황화물 전고체 배터리 (황화물 전해질 + 리튬/실리콘 기반 음극)

펌-리튬은 황화물 고체 전해질을 핵심 전해질 소재로 선정하고, 고유 합성 공정, 매칭된 음극/양극 소재 시스템, 독특한 배터리 구조 설계를 활용해 황화물 전해질의 공기 민감성, 높은 계면 임피던스, 대규모 생산 어려움 등 전 세계적 난제를 해결하고 있습니다. 세 가지 주요 기술 혁신은: 1) 이온 전도도 17mS/cm의 고안정성 황화물 전해질 개발; 2) 리튬 금속 음극 개질 프로젝트를 통한 전해질 친화성 향상; 3) 전해질과 전극 간 호환성을 높이는 계면 공학 최적화입니다.

개발된 2Ah 및 5Ah 전고체 배터리 파우치 셀은 에너지 밀도 410Wh/kg, 충·방전 사이클 수명 2,000사이클 이상을 기록했습니다. 소재 세분화 측면에서는, 배터리 음극, 양극 및 전해질 층의 차별화된 요구를 충족하기 위해 8가지 규격의 황화물 전해질 제품이 형성되었습니다. 또한, 실리콘 기반 음극의 부피 팽창 문제를 해결하기 위한 특수 접착제도 개발되었습니다.
현재 목표: 에너지 밀도 450Wh/kg 이상의 고안전성 황화물계 전고체 리튬 배터리 핵심 원천 기술 종합 공략.
II. 개발 연혁 및 산업 배치: 제품 진화 + 상하이 린강 파일럿 라인 가동

2018년, 전고체 배터리 다학제 R&D 팀이 결성되었습니다. 장시 교수가 다학제 R&D 팀을 꾸려 전고체 배터리 핵심 소재인 고체 전해질 연구에 본격 착수했습니다. 이 팀은 국가급 인재 2명과 박사 19명이 이끌며, 재료과학, 전기화학, 기계공학 등 다학제 분야를 망라합니다. 명확한 목표는 황화물계 고체 전해질의 제조 난제를 극복하고, 중국 전고체 배터리 산업의 대규모 성장을 위한 든든한 기술 기반을 구축하는 것입니다.
2020년, 황화물계 전고체 전해질의 실험 R&D 제조 + 황화물계 전고체 전해질을 활용한 1Ah 셀 제조;
2021년, 회사 설립 등록 + 황화물계 전고체 전해질을 이용한 2Ah 셀 제조;
2022년, 연산 100MWh 규모 파일럿 기지 1단계 완공;
2023년, 황화물계 전고체 전해질을 사용한 5Ah 셀 제조, 자체 개발 전고체 전해질의 이온전도도 17mS/cm 세계 최고 기록 달성 및 첫 전해질 수주 확보.
2024년, 연산 300MWh(0.3GWh/년) 규모 파일럿 기지 2단계 완공;
2024년 5월, 상하이 린강 R&D 및 파일럿 기지 완공;
2024년 9월 3일, 난징 장베이 신구와 펌리튬 뉴에너지의 전고체 배터리 중대형 R&D 및 생산 기지 프로젝트 협력 프레임워크 계약 체결, 전고체 배터리, 전해질, 자체 개발 장비의 생산 기지와 R&D 센터 구축 목표.
2024년 10월, 장시 펌리튬의 500MWh 황화물계 전고체 배터리 양산 라인 공식 가동, 3C 제품 양산 선도적 달성.
2025년 8월 19일, 창저우 하이테크존 내 펌 리튬(Firm-Lithium)의 자회사인 장쑤 이차이(Jiangsu Yicai)의 전고체 배터리 핵심 소재 생산 프로젝트가 번뉴 스마트 제조 포트(Benniu Smart Manufacturing Port)에서 정식 가동을 시작했다. 이 프로젝트의 1단계 투자 총액은 2억 위안이며, 설계 연간 생산량은 30톤으로, 황화물계 고체 전해질에 주력하고 있다.
2026년 이전까지 7억 위안을 투자하여 총 2GWh 규모의 배터리 생산 라인을 구축하고, 95% 이상의 수율을 목표로 한다.

III. 응용 시나리오 및 고객 협력
대형 동력 분야에서는 상하이자동차(SAIC), 제일자동차(FAW), 둥펑자동차(Dongfeng Motor), 장화이자동차(JAC) 등 국내 유수의 완성차 업체들과 협력하고 있다.
소형 동력 분야에서는 베이징 다빈치 전동 오토바이(Beijing Davinci Electric Motorcycle)와 협력 계약을 체결하여 전동 오토바이 분야에 새로운 동력 솔루션을 제공한다.
소비자 가전 분야: 더 높은 에너지 밀도와 더 긴 주행 거리에 대한 시장 수요를 충족시키기 위해 맞춤형 전고체 배터리 제품도 출시할 예정이다.
IV. 펌 리튬(Firm-Lithium) 소개 및 특허 현황

2021년 5월 상하이 자오퉁 대학교의 장시(Zhang Xi) 교수에 의해 설립된 펌 리튬 테크놀로지(Firm-Lithium Technology)는 상하이 린강 특수구역에 본사를 둔 하이테크 기업으로, 고안전성 황화물계 전고체 리튬 배터리의 연구개발 및 산업화에 주력하고 있다. 펌 리튬 테크놀로지는 상하이 린강에 황화물계 전고체 배터리 및 핵심 소재 연구개발 및 파일럿 기지를, 장쑤성 창저우에 킬로톤 규모의 황화물 전해질 생산 기지를, 장시성 간저우에 500MWh 규모의 소비자용 배터리 생산 기지를 구축했다.

펌 리튬은 전고체 리튬 배터리 소재 및 제조 기술에서 중요한 돌파구를 마련하여 170건 이상의 지식재산권을 출원했으며(150건 이상의 발명 특허, 20건 이상의 국제 PCT 특허, 70건 이상의 특허 등록 포함), 중국 최초로 황화물계 전고체 배터리 단체 표준("황화물계 전고체 리튬 배터리" T/CIE189-2023) 및 전고체 리튬 배터리용 황화물 고체 전해질 표준("전고체 리튬 배터리용 황화물 고체 전해질" T/CIE274-2024) 제정 및 발표를 주도했다. 또한 업계 최초로 ISO9001:2015 품질경영시스템 및 ISO14001 환경경영시스템 인증을 획득하여 산업의 표준화 발전을 위한 기반을 마련했다.

V. 펌 리튬 업데이트
[전고체 배터리: 펌리튬 전고체 배터리 출시 기념식 및 상하이 후이펑 과학단지 핵심 프로젝트 서명 행사 개최] 2025년 10월 14일 오전, 펌리튬 전고체 배터리 출시 기념식 및 상하이 후이펑 과학단지 핵심 프로젝트 서명 행사가 열렸습니다. 이번 행사에서 참석한 관계자들이 펌리튬 신에너지 프로젝트와 상하이 후이펑 과학단지 산업 투자 유치 시즌을 공동으로 출범시켰습니다.
[전고체 배터리: 펌리튬의 30톤 고체 전해질 창저우 생산 개시] 2025년 8월 19일, 펌리튬의 자회사인 장쑤 이차이 신소재 기술 유한회사의 전고체 배터리 핵심 소재 생산 프로젝트가 창저우 번뉴 스마트 제조 포트에서 공식 가동을 시작했습니다. 이 프로젝트는 2단계로 건설될 예정입니다. 1단계는 2억 위안을 투자하여 연간 30톤의 전해질 생산에 중점을 두고, 2단계는 투자 규모를 16억 위안으로 확대하여 연간 1,000톤의 전해질 생산을 목표로 합니다. 완전 가동 시 연간 예상 생산액은 10억 위안에 달할 것입니다.

분석: 황화물계 전고체 배터리는 차세대 배터리의 주요 방향 중 하나로, 생산 난이도와 비용이 높아 많은 기업에게 큰 진입 장벽으로 작용합니다. 여러 회사들이 대량 생산 및 출하를 달성했다고 주장하지만, 실제로는 10Ah 정도의 소규격 제품이 시범적으로 적용되는 데 그치고 있습니다. 황화물계 전고체 배터리는 대량 생산 단계에 이르기까지는 아직 거리가 있으며, 전국적인 황화물계 전고체 배터리 기술의 보급은 여전히 실험실 단계에서 소규모 시범 단계에 머물러 있습니다.

SMM 전망에 따르면, 전고체 배터리 출하량은 2028년까지 13.5GWh에 도달할 것으로 예상되며, 반고체 배터리 출하량은 160GWh에 이를 것으로 보입니다. 2030년까지 전 세계 리튬이온 배터리 수요는 약 2,800GWh로 추정되며, 2024년부터 2030년까지 전기차, ESS, 소비자 가전 분야의 리튬이온 배터리 수요 연평균 성장률(CAGR)은 각각 약 11%, 27%, 10%입니다. 전고체 배터리의 전 세계 보급률은 2025년 약 0.1%로 예상되며, 2030년에는 전고체 배터리 기준 약 4%에 도달할 것으로 기대됩니다. 2035년까지 전고체 배터리의 글로벌 보급률은 10%에 근접할 수 있습니다.

**참고:** 전고체 배터리 개발에 대한 자세한 내용이나 문의 사항은 연락 주시기 바랍니다:
전화: 021-20707860 (또는 위챗: 13585549799)
문의: 양차오싱. 감사합니다!