전고체 배터리 삼성SDI가 재료와 연구비를 댄 Nature Communications 논문이 나왔고, 2027년 양산 공시 뒤에서 회사가 풀고 있는 문제 하나가 보인다.

논문을 읽고, 회사가 반기보고서·공정공시·뉴스룸에 쓴 문장과 비교해 보았습니다.

회사를 평가하는 글이 아니라 근거의 단계를 확인하는 글입니다. 근거는 전부 원문 링크로 확인할 수 있습니다.

삼성SDI가 8월 반기보고서에 2027년 양산을 목표로 한다고 쓴 전고체 배터리는 황화물계다. 그 황화물 고체전해질 분말을 삼성SDI가 KAIST 연구팀에 건네고 연구비도 댄 논문이 7월 31일 Nature Communications에 실렸다. 논문이 본 것은 하나다. 배터리 공장의 드라이룸 안에서도 이 재료의 표면이 사흘 만에 바뀌어 이온이 지나가는 능력이 36% 떨어진다는 것, 그게 어떤 순서로 일어나는지, 그리고 어떤 방향으로 재료를 고치면 막을 수 있을지. 회사의 셀이나 양산 라인을 평가한 논문은 아니다. 회사 공시에도 이 논문은 없다. 없을 의무도 없다. 다만 논문과 회사 기록을 견줘 보면 「'27년 양산」 한 줄 뒤에 어떤 종류의 숙제가 있는지 읽힌다. 그걸 아래에 적었다.

논문

Kim Y-S, Yi J-D, Sung S, Seo D-H. Moisture-induced surface degradation mechanism of argyrodite Li₆PS₅Cl under dry-room conditions. Nature Communications 17, 9270 (2026). 접수 2025-09-22, 게재 2026-07-31. 10.1038/s41467-026-75537-0 · 라이선스 CC BY-NC-ND 4.0 (이 글은 짧게 인용만 하고 번역·전재하지 않는다) · 프리프린트 Research Square 2025-09-12

저자 소속

KAIST 신소재공학과 (제1저자, 교신저자), 한국자동차연구원, 삼성SDI (수원). 기여 항목에 삼성SDI 소속 저자는 "assisted in experimental works"로 적혀 있다.

자금·재료

Funding: "This research was supported by Samsung SDI and the National Research Foundation of Korea". Methods: 시료는 "stoichiometric Li₆PS₅Cl powders provided by Samsung SDI", 회절·임피던스 데이터는 "All of the analysis data was given by Samsung SDI". 이해충돌 선언: 없음.

회사 기록

반기보고서 (2026.06) II. 사업의 내용 · 장래사업·경영계획 공정공시 2026-07-03 · 같은 공시 2026-07-02 · 뉴스룸 2026-07-07 "로봇부터 전기차까지… 차세대 '전고체 배터리'로"

회사가 말한 것

반기보고서의 전고체 대목은 두 문장이다. 사업부문별 현황에서 "차세대기술인 전고체 배터리는 '27년 양산을 목표로 업계를 선도하고 있으며", 연구개발 항목에서 차세대 기술은 "자체연구개발과 더불어 해외연구소 및 국내외 연구기관과의 협력 강화"로 개발한다고 썼다. 조직도에는 중대형사업부 아래 ASB사업화추진팀이 있고, 2023년 12월에 신설했다고 사업보고서에 나온다. 7월 2일과 3일에는 천안 마더라인·R&D에 약 9조 원, 울산의 전고체·LFP·나트륨 양산 투자에 약 16조 원을 2040년까지 쓰겠다는 장래계획을 공정공시로 냈다. 둘 다 "향후 시장 상황 및 당사 경영 환경 변화에 따라 규모 및 일정 등이 변동될 수 있음"이 붙어 있다.

기술 얘기는 공시보다 뉴스룸에 더 있다. 7월 7일 글은 고체전해질을 황화물계·산화물계·고분자계로 나눠 설명하고 이렇게 이어진다.

황화물계 전고체 배터리 기술에 집중해 온 삼성SDI는 전고체 배터리의 성능을 끌어올리는데 주력하고 있다. 삼성SDI는 자체 조성한 고체 전해질 소재와 혁신적인 무음극 기술을 전고체 배터리 '솔리드스택(SolidStack)'에 적용했다.삼성SDI 뉴스룸, 2026-07-07

2023년 3월 국내 배터리 업계 최초로 전고체 파일럿 라인을 구축했다. 같은 해 말부터 시제품 생산에 돌입했으며, 현재는 주요 고객사에 샘플을 공급해 테스트를 진행하고 있다. 이와 함께 제조 공정 기술 고도화와 공급망 구축 등 전고체 배터리 양산을 위한 준비도 병행하고 있다.같은 글

논문은 어디에도 없다. 6월부터 9월 초까지 DART에 올라온 삼성SDI 공시 23건의 제목과 그중 전고체 관련 4건의 본문, 뉴스룸의 전고체 태그 글 9건(7월 7일 글은 전문)을 훑었다. 이 논문도, KAIST와의 연구도 어디에도 없다. 상장사가 대학과 함께 낸 논문을 공시할 의무는 없으니 이상한 일은 아니다. 다만 이 논문을 찾으려면 공시 밖으로 나가야 한다는 뜻이다.

논문이 실제로 한 일

배터리 공장은 습기를 극도로 뺀 방, 드라이룸에서 셀을 만든다. 황화물계 고체전해질은 물을 만나면 황화수소 냄새를 내며 망가지는 재료라서 특히 그렇다. 이 논문의 질문은 단순하다. 이슬점 −60~−70 °C, 그러니까 공기 1세제곱미터에 물이 몇 밀리그램밖에 없는 조건에서도 이 재료가 상하는가, 상한다면 어떤 순서로 상하는가.

답은 상한다, 이다. 삼성SDI가 준 Li₆PS₅Cl 분말을 순환하는 드라이룸 공기에 그냥 두었다. 아지로다이트라 부르는 결정 구조로, 회사 뉴스룸이 말하는 황화물계의 대표 조성이다. 사흘 뒤 이온전도도가 3.13에서 2.00 mS/cm로 떨어졌다. 36%다. 이레 뒤에는 X선 회절 봉우리가 뭉개지기 시작했다. 5일과 25일 시료의 표면에는 황이 산소로 바뀐 물질이 늘어나 있었다.

이 논문은 "왜"를 원자 단위까지 좇았다. 다른 논문과 갈리는 지점이 거기다. 제1원리 계산(DFT)과 분자동역학으로 물 분자가 표면에 앉는 순간부터 따라갔다. 그 위에 아르곤 이온으로 표면을 조금씩 깎아 가며 X선 광전자 분광(XPS)으로 깊이별 성분을 잰 실험을 겹쳤다. 두 갈래가 맞아떨어진 순서는 이렇다.

1. 물 분자가 황이 많은 표면에 달라붙는다.
2. 인–황 결합이 느슨해지고 황 자리에 산소가 들어가는 쪽이 열역학적으로 유리해진다.
3. 산소가 들어간 PS₄ 사면체가 회전하며 산소를 표면 아래로 밀어 넣는다.
4. 표면이 산소가 많은 Li₆PO₅Cl 비슷한 층으로 바뀐다.
5. 그 층이 부피가 줄어드는 쪽으로 쪼개져 LiCl, Li₃PO₄, Li₂SO₄, LiOH, Li₂CO₃가 된다.

마지막 단계가 핵심이다. 보통은 표면에 생긴 산화층이 안쪽을 보호하는 껍질 노릇을 한다. 여기서는 생성물의 부피가 원래보다 작아서 껍질에 구멍이 나고 물이 계속 안으로 들어간다. 저자들의 표현으로는 "fails to passivate". 그래서 열화가 멈추지 않는다.

제안도 있다. 세 번째 단계의 사면체 회전을 막는 조성을 쓰되 도핑을 아주 조금만 해서 이온이 다니는 길은 막지 않을 것, 그리고 분해될 때 부피가 큰 생성물을 만드는 원소를 골라서 껍질이 구멍 없이 덮이게 할 것. 이 방향으로 가면 "industrial dry-room environments"와 호환되는 정도가 높아진다고 저자들은 마지막 문단에서 맺는다. 제안이지, 만들어서 확인한 것은 아니다.

새로운 대목

황화물 전해질이 습기에 약하다는 건 새 사실이 아니다. 논문 서론이 인용하는 선행연구는 이슬점 −45 °C 드라이룸에서 하루 만에 전도도가 떨어졌다고 보고했다. 이 논문은 그보다 훨씬 건조한 −60~−70 °C, 논문이 "industrial dry rooms"라고 부르는 급의 조건에서도 같은 일이 일어남을 회사가 만든 재료로 보였고 그 과정을 다섯 단계로 나눠 각 단계의 에너지를 계산했다. 사면체 회전이 산소를 안으로 나른다는 세 번째 단계와, 부피 수축 때문에 보호막이 안 된다는 다섯 번째 단계가 이 논문의 몫이다. 해법의 방향도 거기서 나온다.

논문의 범위와 회사 문장의 범위 — 견줘 보면 세 곳이 다르다

회사 기록과 논문을 겹쳐 볼 때 우리가 매번 확인하는 것은 세 가지다. 어느 쪽이 맞고 틀리다는 얘기는 아니다. 논문이 보여준 곳과 회사가 말한 곳 사이의 거리를 재는 일이다.

누가 쓴 논문인가. 회사 논문이라고 부르기도, 대학 논문이라고 부르기도 어색하다. 계획도 실험도 계산도 집필도 KAIST 연구자가 했다. 삼성SDI는 재료와 회절·임피던스 데이터를 주고 연구비를 댔으며 소속 연구자 한 명이 실험을 도왔다. 회사가 물어본 질문을 대학이 회사 재료로 푼 연구라고 읽는 편이 정확하다. 이해충돌 선언은 "no competing interests"다.

논문이 본 대상과 회사 제품은 같은가. 논문의 시료는 분말이고 펠릿이다. 셀이 아니다. 뉴스룸이 말하는 솔리드스택은 무음극 구조의 셀이고 "자체 조성한 고체 전해질"을 쓴다고 했다. 논문의 재료는 "stoichiometric Li₆PS₅Cl", 교과서 조성이다. 그게 회사 셀에 들어가는 조성과 같은지 논문은 말하지 않고, 회사도 말하지 않는다. 논문이 제안하는 도핑이 이미 회사 조성에 들어가 있을 수도 있고 아닐 수도 있다. 두 기록 어느 쪽에도 그 답은 없다.

남은 것은 결론 문장이다. 어디까지 겹치는가. 회사 문장은 「'27년 양산을 목표로」다. 논문의 결론 문장은 이 재료가 "practical operating environments" 안에서 "critical vulnerability"를 가진다는 것과, 그걸 줄일 설계 원칙이다. 양산 시점을 논문은 한 마디도 하지 않는다. 겹치는 곳은 "드라이룸"이라는 단어 하나다. 회사는 그 방에서 양산을 준비한다고 했고, 논문은 그 방 안에서 재료가 어떻게 변하는지를 쟀다.

저자가 밝힌 한계, 읽으면 보이는 한계

• 분말과 펠릿의 이야기다. 셀 안에서는 전해질이 양극·음극과 눌려 붙어 있고 공기에 닿는 면적이 다르다. 사흘에 36%라는 숫자를 셀의 수명으로 옮길 수 없다.
• 회절과 임피던스 데이터는 회사가 측정해서 넘긴 것이다. 논문이 직접 잰 것은 XPS 깊이 분석이다. 이 점을 논문은 Methods에 한 줄로 밝힌다. 감출 일은 아니지만, 36%라는 숫자의 원자료는 대학 밖에 있다.
• 계산은 이상적인 표면 모형 위에서 했다. 실제 분말의 결함, 입자 크기, 잔류 불순물은 모형에 없다. 저자들도 계산과 실험을 "합쳐서" 순서를 읽었다고 쓴다.
• 해법은 제안이다. 회전을 막는 도핑, 부피 큰 생성물을 만드는 원소, 둘 다 만들어서 드라이룸에 넣어 본 데이터는 이 논문에 없다.
• 이 문제는 삼성SDI만의 문제가 아니다. 서론이 인용하는 선행연구는 여러 나라 대학·기업 그룹의 것이고, 황화물계를 택한 회사라면 같은 방을 쓴다. 논문은 그중 한 회사가 자기 재료로 원리를 밝힌 기록이다.

확인하는 법

논문 전문은 위 DOI에서 무료로 읽을 수 있다. 인용한 문장은 Abstract, Results and discussion의 마지막 두 문단, Methods의 "Material characterization", Funding, Author information의 Contributions에 있다. 회사 문장은 DART 반기보고서 II장 "사업의 내용"의 7. 기타 참고사항 → 사업부문별 현황과 6. 연구개발활동, 그리고 뉴스룸 링크의 본문이다. 회사 공시에서 논문을 찾지 못한 것은 우리가 DART 목록과 뉴스룸을 읽은 범위 안에서다.

1호 게시물처럼 "같은 종류의 공시 143건"을 세지 못한다. 한국 회사는 논문을 공시하지 않고 DART에는 DOI가 거의 붙지 않아서, 논문과 주가를 잇는 표본 자체가 없다. 대신 할 수 있는 것을 했다. 회사가 전고체를 두고 남긴 기록과 논문이 남긴 기록을 시간순으로 늘어놓고 견주는 것이다.

같은 문제를 회사는 특허로 먼저 냈다

논문은 공시에 없었다. 그렇다고 회사가 이 주제를 기록에 남기지 않은 것은 아니다. 특허가 있다. 특허청 데이터베이스에서 이 논문의 재료(아지로다이트)와 이 논문의 문제(수분)로 각각 찾아봤다.

표본에서 아지로다이트 출원인 1위가 삼성SDI다. 그리고 수분 쪽 목록에 이런 것이 있다.

수분 안정성이 우수한 고체전해질 및 이의 제조방법삼성에스디아이, 출원 2022-10-13

논문이 Nature Communications에 접수된 것은 2025년 9월이다. 회사는 그보다 3년 앞선 2022년에 같은 문제를 제목에 걸고 출원했다. 논문과 특허 중 무엇이 먼저인지를 말하려는 게 아니다. 회사가 이 문제를 언제부터 알고 있었는지가 공개 기록에 남아 있다는 뜻이다. 공시에는 없고 뉴스룸에도 없지만 특허에는 있다.

표본의 출원 연도를 세면 2022년 17건, 2023년 22건, 2024년 38건이다. 특허는 출원 1년 6개월 뒤에 공개되므로 2025년 이후 출원은 아직 대부분 보이지 않는다. 늘어나는 중인지 줄어드는 중인지는 이 숫자로 말할 수 없다.

거절된 출원도 기록이다

두 표본 200건 중 13건이 「거절」이다. 그중 눈에 띄는 것.

현대차·기아는 같은 제목으로 2017년과 2023년 두 번 출원해 두 번 다 거절됐다. 우리는 거절 사유를 읽지 않았고 어느 쪽이 옳은지 말할 수 없다. 다만 이 밭에서 완성차 회사의 연구소도, 정부 출연연구기관도, 대학 산학협력단도 거절당한다는 것은 기록에 남아 있다. 논문이 "기존 전략만으로는 부족하다"고 쓴 대목이 심사 기록에서도 같은 모양으로 보인다.

한계가 분명하다. 전체 1,372건·1,768건 중 각각 100건씩만 받아 세었다(무료 호출 한도 때문). 출원인 순위와 상태 비율은 표본 기준이지 전체가 아니다. 제목과 서지사항만 봤고 청구항은 읽지 않았다 — 논문의 조성과 특허의 조성이 같은지는 확인하지 못했다. 검색어가 제목·초록에 들어간 것만 잡히므로 다른 말로 쓴 특허는 빠진다.

주가 얘기를 왜 안 하나

논문이 나온 7월 31일은 회사가 2분기 실적을 공시한 다음 날이다. 회사 IR 페이지의 6개월 차트를 보면 7월 30일 종가 358,500원은 그 기간의 최저가였고, 9월 7일 종가는 541,000원이다. 그 사이 GM 합작 종료 공시(8월 11일)와 반기보고서가 있었다. 이 논문은 공시되지도 보도되지도 않았으므로, 시장이 논문에 반응했다고 볼 근거가 없고 우리도 그렇게 쓰지 않는다. 1호에서 본 미국 사례 143건은 회사가 스스로 8-K에 논문을 적은 경우였다. 이 건은 그 반대다. 회사가 적지 않은 논문을 밖에서 찾아 읽었다. 그래서 확장층도 시장 반응 대신 기록 대조가 됐다.

회사 기록에서 전고체는 어떻게 나오나

"연구개발실적" 표는 회사가 최근 3년의 주요 과제로 골라 적는 곳이고, 여기에 전고체가 없다는 것은 그 표에 없다는 사실 이상을 뜻하지 않는다. 전고체는 같은 보고서의 다른 두 곳(사업부문별 현황, 연구개발활동 개요)에 문장으로 나온다.