무엇이 화제인가: 같은 달, 정반대 방향의 두 투자
2026년 8월 12~13일, 황화물계 고체전해질 전문기업 솔리비스가 시리즈C로 230억 원을, 수계 아연-할로겐 전지 기업 코스모스랩이 시리즈A로 220억 원을 각각 유치했다는 소식이 잇달아 나왔다. 두 기업 모두 ‘리튬이온의 다음’을 노리지만, 하나는 에너지 밀도를 끌어올리는 쪽(고체전해질), 다른 하나는 불연성과 원가를 앞세우는 쪽(수계 아연)을 택했다. 이 글은 두 기술의 원리와 병목을 비교하고, 특허 관점에서 각각 어떤 권리 층위를 추적해야 하는지 정리한다.
업계 상황부터 보면, 코스모스랩은 2026년 8월 12일 스마일게이트인베스트먼트 등 국내외 재무·전략적 투자자로부터 220억 원 규모 시리즈A를 유치했다고 발표했다. 회사는 물 기반 불연성 전해질과 아연·할로겐 계열 소재를 쓰는 셀을 AI 데이터센터와 전력망 ESS용으로 개발하고 있으며, 소프트뱅크와 공동 개발해 2027년 양산을 목표로 한다고 밝혔다. 다음 날인 8월 13일 솔리비스는 오픈워터인베스트먼트 등이 참여한 230억 원 규모 시리즈C를 마무리해 2020년 설립 이후 누적 투자액이 652억 원이 됐다고 발표했다. 솔리비스는 강원도 횡성에 연산 36톤 규모 고체전해질 공장을 가동 중인 것으로 보도됐다.
긴장 요인은 두 자금이 같은 질문에 다른 답을 걸었다는 데 있다. 리튬이온의 화재 위험과 에너지 밀도 한계를 동시에 풀 수 있는 단일 해법은 아직 없고, 투자자는 ‘더 높이’와 ‘더 안전하고 싸게’ 중 어느 쪽이 먼저 시장을 여는지에 베팅하고 있다. 이 글이 답할 질문은 두 가지다. 두 기술은 무엇을 바꾸고 무엇이 병목인가, 그리고 IP 담당자는 각 진영에서 어떤 특허를 먼저 봐야 하는가이다.
기본 원리: 재료·화학이 무엇을 바꾸는가
고체전해질은 액체 유기 전해액을 고체(황화물계·산화물계·폴리머계 등)로 대체해 누액·발화 위험을 구조적으로 줄이고, 리튬메탈 음극과 조합해 에너지 밀도를 높이는 것이 목표다. 황화물계는 이온 전도성이 높고 성형성이 뛰어나 핵심 소재로 꼽힌다. 다만 고체-고체 계면의 저항이 액체 전해질보다 커서, 이를 낮추는 것이 상용화의 핵심 과제다.
자료: 원문 비교표와 머니투데이(2026-08-12) 코스모스랩 기술 설명을 바탕으로 편집부가 재구성
비유하자면 고체전해질 전지는 부품 사이의 틈을 없애기 위해 정밀하게 맞물린 기계식 시계이고, 수계 아연 전지는 물을 채운 튼튼한 물통이다. 시계는 작고 정교하지만 부품끼리 조금만 어긋나도(계면 접촉 불량) 멈추고, 물통은 불이 붙지 않고 싸지만 같은 부피에 담을 수 있는 양(에너지 밀도)에 한계가 있다.
수계 아연 이차전지는 반대로 접근한다. 유기 전해액 대신 물 기반 전해액을 쓰기 때문에 애초에 화재 위험이 낮고 원가도 저렴하지만, 에너지 밀도는 리튬이온보다 낮아 ESS처럼 무게가 크게 중요하지 않은 용도에 우선 적합하다. 코스모스랩의 방식은 아연과 할로겐(브롬 계열)을 쓰는 아연-할로겐 계열로, 외부 전해액 탱크와 순환 펌프가 필요한 기존 아연-브롬 흐름전지와 달리 셀 일체형 구조를 내세운다. 회사는 2025년 10월 공개 당시 셀 기준 약 170Wh/kg의 에너지 밀도와 50Ah 각형 폼팩터를 제시했다.
비교: 두 갈래의 목표와 병목
| 항목 | 고체전해질(리튬계) | 수계 아연 이차전지 |
|---|---|---|
| 목표 에너지 밀도 | 高 | 中~低(코스모스랩은 셀 기준 약 170Wh/kg 제시) |
| 화재 안전성 | 액체 대비 개선 | 원천적으로 우수(물 기반 불연성 전해질) |
| 원가 | 高 | 低 |
| 주 용도 | EV, 고에너지밀도 응용 | ESS, 정치형 저장, AI 데이터센터 |
| 상용화 병목 | 계면 저항, 양산 수율, 고체전해질 대량 생산 | 사이클 수명, 자가방전, 할로겐 고정 |
자료: 원문 비교표에 아시아경제(2025-10-10) 코스모스랩 공개 수치를 보완해 편집부 정리
이 표가 말하는 것: 두 기술은 에너지 밀도와 안전성·원가를 맞바꾸는 관계에 있다. 다만 코스모스랩이 제시한 셀 기준 약 170Wh/kg은 회사 발표치로, 제3자 검증이 확인되지 않은 상태에서는 ‘中~低’ 구간의 상단 사례로만 읽는 것이 안전하다.
| 구분 | 솔리비스 | 코스모스랩 |
|---|---|---|
| 발표일 | 2026-08-13 | 2026-08-12 |
| 라운드·규모 | 시리즈C 230억 원 | 시리즈A 220억 원 |
| 기술 | 황화물계 고체전해질 소재 | 수계 아연-할로겐 셀 |
| 밸류체인 위치 | 소재(전해질) 공급 | 셀·시스템 |
| 생산·양산 | 횡성 공장 연산 36톤 가동(보도) | 소프트뱅크와 공동 개발, 2027년 양산 목표 |
| 누적 투자 | 652억 원(2020년 설립 이후) | 공개 자료로 미확인 |
자료: 뉴스핌·ZDNet Korea(2026-08-13), 머니투데이·아시아경제(2026-08-12) 보도를 바탕으로 편집부 정리
이 표가 말하는 것: 투자 규모는 230억 원과 220억 원으로 비슷하지만, 한쪽은 전고체 셀 업체에 파는 소재 기업이고 다른 쪽은 최종 셀을 만드는 기업이다. 같은 ‘차세대 전지 투자’라도 매출이 발생하는 지점과 리스크가 걸린 지점이 다르다.
여기서 원문에 없던 통찰 하나를 덧붙인다. 두 투자는 ‘기술 경쟁’이라기보다 ‘밸류체인 위치 선택’의 차이로 읽는 편이 정확하다. 솔리비스는 어느 셀 업체가 전고체 경쟁에서 이기든 황화물계 전해질을 공급할 수 있는 위치를 택했고, 코스모스랩은 AI 데이터센터라는 특정 수요처와 대형 파트너(소프트뱅크)를 묶어 셀 자체로 승부한다. 전자는 전고체 시장 전체의 성장에, 후자는 특정 프로젝트의 양산 성공에 더 크게 노출돼 있다.
특허 관점: 계면 코팅 청구항과 초기 단계의 수계 아연
고체전해질 분야는 황화물계·산화물계·폴리머계별로 조성 특허가 세분화되어 출원되는 경향이 뚜렷하다. 계면 저항을 낮추기 위한 코팅층(예: LiNbO₃ 등 완충층) 조성이나 압착 조건에 관한 청구항이 다수 등록돼 있으며, 이는 특정 조성 하나를 원천기술로 놓고 그 주변을 세부 구현별로 촘촘히 특허화하는 전형적인 포트폴리오 전략과 맞닿아 있다.
그 대표 사례가 토요타의 US8557445B2(발명의 명칭 “All-solid-state battery”, 출원인 Toyota Motor Corp)다. 서지 사항: 우선일 2009년 4월 28일, 출원일 2010년 4월 27일, 등록일 2013년 10월 15일이며, Google Patents 기준 법적 상태는 Active, 예상 만료일은 2031년 9월 9일이다. 공개공보는 US20100273062A1이다.
청구항 요지(재서술): 독립항은 양극층에는 가교 칼코젠(황 원자가 두 인 원자를 잇는 구조)이 실질적으로 없는 제1 황화물 고체전해질(예: Li₃PS₄)을, 양극과 음극 사이의 고체전해질층에는 가교 칼코젠을 가진 제2 황화물 고체전해질(예: Li₇P₃S₁₁)을 배치한 전고체 전지를 청구한다. 반응성이 높은 구조를 가운데 층에 가두고 양극 계면에는 안정한 조성을 두어 분해를 억제하려는 설계다. 양극 활물질을 LiNbO₃ 같은 리튬이온 전도성 산화물로 코팅하는 구성은 종속항 단계의 한정으로 기재돼 있다.
자료: US8557445B2 청구항 구성을 바탕으로 편집부가 재구성
- 권리 범위의 성격: 청구 대상은 전해질 소재가 아니라 전지 구성이다. 따라서 직접적인 침해 소지는 셀 제조사 쪽에 있고, 전해질 소재 업체는 공급한 소재가 이 층 구성에 쓰이는지에 따라 간접적인 검토 대상이 될 가능성이 있다.
- 회피 방안: 양극층과 전해질층에 같은 종류의 황화물 전해질(예: 가교 구조가 없는 조성 하나)을 쓰거나, 아지로다이트계처럼 청구항의 ‘가교 칼코젠 유무’ 구분과 다른 조성 체계를 쓰면 청구항 구성요소와 거리를 둘 여지가 있다.
- 회피설계 시나리오(반론): 다만 ‘실질적으로 없다(substantially does not have)’는 표현은 정도의 문제여서, 소량의 가교 구조가 남은 조성이 어느 쪽에 속하는지는 분석 조건에 따라 다퉈질 가능성이 있다. 반대로 특허권자 입장에서도 2009년 이후 쏟아진 황화물 조성 문헌과의 대조에서 권리 범위가 좁게 해석될 가능성이 있다.
수계 아연 쪽은 상대적으로 특허 밀도가 낮은 초기 단계 기술로 평가돼 왔고, 전해액 첨가제나 아연 덴드라이트(나뭇가지 모양 금속 석출) 억제, 할로겐 고정 구조에 관한 청구항을 선점하는 것이 후발주자와의 격차를 만드는 요인이 될 가능성이 크다. 코스모스랩은 2023년 9월 ‘아연-브롬 슈퍼커패터리’와 ‘막전극접합체 및 이를 포함하는 아연-브롬 슈퍼커패터리’ 특허를 등록했다고 밝혔으나, 등록번호와 청구 범위는 이 글에서 공개된 특허 정보로 확인하지 못했다. 솔리비스 명의 특허 역시 번호 단위로 검증하지 못해 추적 포인트로 남긴다.
한계와 전망
고체전해질은 계면 저항 문제가 해결되지 않는 한 양산 원가 경쟁력 확보가 늦어질 수 있고, 수계 아연 전지는 에너지 밀도 한계로 적용 범위가 ESS 중심에 머물 가능성이 높다. 두 기술은 경쟁 관계라기보다 용도가 갈리는 병행 발전 경로로 보는 것이 현재로서는 더 타당하다.
낙관적 전망은 전고체 셀 양산이 2027년 전후 본격화하며 황화물계 전해질 수요가 커지고, AI 데이터센터의 안전 요구가 불연성 수계 전지의 첫 대형 시장을 연다는 것이다. 반대 시나리오도 있다. 코스모스랩은 2025년 10월 공개 당시 2026년 본격 생산을 목표로 제시했지만 2026년 8월 발표에서는 2027년 양산을 목표로 밝혀, 신규 화학의 양산 일정은 늦춰질 수 있음을 보여 준다. 전고체 셀 업체의 양산이 늦어지면 연산 수십 톤 규모 전해질 공장의 가동률도 함께 낮아질 가능성이 있다.
전략적 대안은 두 진영을 ‘용도’가 아니라 ‘밸류체인 위치’로 나눠 포트폴리오를 짜는 것이다. 소재 기업은 복수의 셀 업체 조성에 맞춘 공급 이력과 조성 특허를, 셀 기업은 특정 수요처 인증과 셀 구조 특허를 각각 핵심 자산으로 보고 평가하는 편이 리스크를 더 정확히 드러낸다.
실무 액션: 황화물계 고체전해질을 조달하거나 공급하려는 기획·IP 담당자는 대상 셀의 양극층·전해질층에 쓰이는 황화물 조성의 가교 구조 유무를 확인하고, US8557445B2 청구항과의 구성요소 대비표를 계약 전에 작성해 두는 것이 좋다.
확인이 필요한 항목
- 코스모스랩 등록 특허(‘아연-브롬 슈퍼커패터리’ 등)의 등록번호와 청구 범위
- 솔리비스 명의 고체전해질 조성·제조 특허의 등록 현황
- 코스모스랩 셀 기준 약 170Wh/kg 수치의 시험 조건과 제3자 검증 여부
- 코스모스랩 셀의 사이클 수명·자가방전 공개 데이터
- 솔리비스 횡성 공장 연산 36톤의 가동 기준(시험 생산 포함 여부)
출처
- 뉴스핌, 솔리비스, 230억원 규모 시리즈C 투자유치(2026-08-13)
- ZDNet Korea, ‘고체 전해질’ 기업 솔리비스, 시리즈C 투자 유치…글로벌 공략 본격화(2026-08-13)
- 머니투데이, 데이터센터·ESS용 ‘안 타는 배터리’…코스모스랩, 220억 투자유치(2026-08-12)
- 아시아경제, 코스모스랩, 220억 시리즈A 투자유치…’불연성’ 비리튬 배터리 양산 가속(2026-08-12)
- Seoul Economic Daily, SoftBank Partners with Korean Startup Cosmos Lab for Zinc Battery Production (2026-05-04)
- The Asia Business Daily, Cosmos Lab Officially Unveils “100% Non-Flammable” Aqueous Zinc-Halogen Battery for ESS (2025-10-10)
- 머니투데이, 코스모스랩, 화재 문제 해결할 차세대 ‘물 배터리’ 핵심 기술 특허 등록(2023-09-25)
- Google Patents, US8557445B2 – All-solid-state battery (Toyota Motor Corp)