무엇이 화제인가 — 비리튬 배터리 스타트업 코스모스랩이 220억원 규모 시리즈A 투자를 유치했다. 물 기반 비가연성 전해질과 아연·할로겐계 소재를 쓰는 일체형 셀 구조가 핵심으로, 외부 전해액 탱크·순환펌프가 필요 없는 구조로 안전성과 공간 효율을 높였다고 밝혔다. 소프트뱅크와 AI 데이터센터용 ESS 기술을 공동개발 중이며 내년 양산을 목표로 한다. 같은 시기 GM·LG에너지솔루션 합작사 얼티엄셀즈는 오하이오 공장을 7개월 만에 재가동하며 리튬이온 셀 생산으로 복귀했다.
기본 원리 — 아연·할로겐계 수계 배터리가 뭘 바꾸는가 — 아연-할로겐 배터리는 음극에서 아연이 산화·환원되고(Zn ⇌ Zn²⁺ + 2e⁻), 양극에서 할로겐(브롬·요오드 등)이 환원·산화되는 수계 전해질 기반 화학이다. 유기용매 대신 물을 전해질 용매로 쓰기 때문에 인화점 자체가 없어 열폭주로 이어지는 발화 경로가 리튬이온 대비 구조적으로 제한된다. 대신 에너지밀도가 리튬이온보다 낮아, 무게·부피 제약이 큰 전기차보다는 정치형 ESS·데이터센터 백업 전원에 적합하다.
| 구분 | 리튬이온(NCM/LFP) | 아연-할로겐 수계 |
|---|---|---|
| 전해질 | 유기용매(가연성) | 물 기반(비가연성) |
| 에너지밀도 | 약 150~220Wh/kg | 수계 특성상 상대적으로 낮음 |
| 열폭주 위험 | 구조적으로 존재 | 인화점 없음 |
| 주 적용처 | 전기차, 소형 ESS | 장주기 ESS, 데이터센터 백업 |
특허 관점 — 아연-할로겐 배터리의 원천 기술 흐름을 보여주는 대표 특허로 미국 특허 US4181777A(“Rechargeable zinc halogen battery”)가 있다. 이 특허는 수계 전해질에 다당류(polysaccharide)·소르비톨을 첨가해 충전 시 아연 덴드라이트 형성을 억제하는 구성을 청구항으로 제시한다. 덴드라이트 억제는 이 화학종의 상용화를 가로막아온 핵심 난제로, 이후 출원되는 아연-할로겐·아연-브롬 관련 특허 다수가 첨가제 조성이나 전극 구조 변형으로 같은 문제를 다른 방식으로 풀고 있다. 코스모스랩의 구체적인 출원 정보는 공개되지 않아, 이번 투자유치 소식만으로 회피설계 여부를 판단하기는 이르다.
한계·전망 — 수계 아연-할로겐 배터리는 안전성 면에서 강점이 뚜렷하지만, 에너지밀도가 낮아 부지 면적을 더 요구한다는 한계가 있다. AI 데이터센터·ESS처럼 부지보다 안전성·장주기 특성이 우선인 용도에서는 이 트레이드오프가 오히려 강점으로 작용할 수 있다. 리튬이온 진영이 전기차·고에너지밀도 용도에 집중하고, 비리튬 수계 진영이 정치형 저장에 특화되는 용도 분화가 이번 사례에서도 확인된다.
본 기사는 MI 일간동향(2026.08.13) 자료를 바탕으로 frontiercell 관점에서 재구성했습니다.
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