삼성SDI vs LG에너지솔루션: 특허로 본 배터리 기술 격차

1. 출원량과 기술 집중도 비교: 특허 데이터로 본 양사 전략의 차이

삼성SDI와 LG에너지솔루션은 국내 배터리 산업을 대표하는 두 기업이자 세계 시장에서도 경쟁하고 있는 강자들이다. 그러나 특허 출원 양상에서는 두 기업의 전략이 뚜렷이 갈린다. LG에너지솔루션은 물량 중심의 공격적인 출원 전략을 통해 기술 범위 확장을 꾀하고 있지만, 삼성SDI는 고부가가치 기술에 집중해 비교적 정제된 포트폴리오를 구축하는 경향을 보인다. 특허청 및 WIPO 통계를 보면 2020년 이후 LG에너지솔루션은 연간 약 3,000건 이상의 배터리 관련 특허를 출원하고 있으며, 이 중 상당수가 실질적인 상용화 기술에 밀접하게 연결되어 있다. 특히 셀 제조 공정, 전해질 조성, 고니켈 양극재 등 주력 제품군과 직결된 기술이 전체의 70% 이상을 차지한다. 반면 삼성SDI는 연간 1,200~1,500건 수준의 출원량을 유지하며, 전체 특허 중 차세대 기술인 전고체 배터리, 실리콘 음극재, 고체 전해질 등에 대한 비중이 40% 이상을 차지하는 등 기술의 ‘깊이’를 추구하는 전략이다. 이 같은 차이는 기업의 비즈니스 구조와 밀접한 관련이 있다. LG에너지솔루션은 테슬라, GM, 현대차 등 다수의 글로벌 OEM에 셀을 공급하며 대규모 생산 체계를 유지하는 반면, 삼성SDI는 주로 프리미엄 IT 기기와 고급 전기차에 집중하며 기술 완성도와 차별화를 우선시한다. 결국 출원량이 곧 기술력을 의미하지는 않으며, 각각의 특허가 시장과 어떻게 연결되는지가 중요하다. 출원량의 규모와 집중 분야에서 양사의 전략이 갈리는 만큼, 향후 배터리 시장에서의 기술 경쟁력은 특허의 양보다 질, 그리고 실제 응용 분야에서의 ‘연결성’이 관건이 될 것으로 보인다.

2. 소재 기술 경쟁력: 양극재·음극재·전해질 특허의 미세한 격차

배터리의 성능을 결정짓는 가장 핵심적인 요소는 소재이며, 이에 대한 특허는 기술 경쟁의 최전선이라 할 수 있다. LG에너지솔루션은 고니켈 양극재 기술에서 강력한 선도 지위를 구축하고 있으며, 관련 특허 출원도 활발하다. NCM811 및 NCMA 계열 양극재에 대한 특허는 이미 2010년대 초반부터 집중적으로 출원되었고, 최근에는 Co-free(무코발트) 혹은 저 코발트 기술과 관련된 출원이 급증하고 있다. 특히 니켈 비중이 85% 이상인 고에너지 밀도 양극재와 관련하여 안정성을 확보하는 표면 코팅 기술, 결정구조 제어 기술 등이 핵심 특허로 다수 출원되어 있다. 반면 삼성SDI는 실리콘계 음극재에 주력하며, 이와 관련된 수축 팽창 제어 기술, 복합 입자 설계 기술에 특허 포트폴리오를 집중하고 있다. 실리콘계 음극재는 흑연보다 에너지 밀도가 높지만·방전 시 부피 변화가 커 내구성이 낮은데, 삼성SDI는 나노 복합소재 적용을 통해 이를 제어하는 기술을 다수 보유하고 있다. 전해질 분야에서도 양사의 전략은 엇갈린다. LG에너지솔루션은 기존 액체 전해질의 안정성 향상에 주력하면서, 리튬 염 농도 제어, 첨가제 구성 등에 대한 특허를 확장해 왔으며, 완전 고체 배터리로의 전환을 위한 고분자 전해질 및 황화물계 전해질 관련 기술도 선제적으로 확보 중이다. 삼성SDI는 황화물계 전고체 전해질뿐만 아니라, 산화물계 고체 전해질에서도 다수의 공정 개선 특허를 보유하고 있어 기술의 다양성과 깊이에서 차별화된다. 즉, LG에너지솔루션은 시장에서 빠르게 상용화될 수 있는 기술에 집중하는 ‘속도 중심’ 전략이고, 삼성SDI는 차세대 기술의 기초 구조를 쌓아가는 ‘내실 중심’ 전략을 추구하고 있다.

3. 전고체 배터리 특허 포트폴리오: 삼성SDI의 선제적 구축 vs LG의 후속 추격

전고체 배터리는 ‘차세대 배터리’의 핵심 기술로 평가받으며, 이를 둘러싼 특허 경쟁은 더욱 치열해지고 있다. 삼성SDI는 이 분야에서 매우 공격적이고 선제적인 특허 전략을 취해왔다. 2017년 이후 삼성SDI는 고체 전해질 조성, 음극-전해질 계면 안정화, 셀 적층 구조 등 전고체 배터리 전반에 걸쳐 600건 이상의 특허를 출원하였다. 특히 황화물계 고체 전해질에 관한 입자 크기 제어 기술, 고체 전해질 내 이온 전도도 향상 기술, 전극 접촉 면적 최적화 설계 등은 특허 간 중복 없이 체계적으로 분산 출원되어 있어 특허 장벽의 구조적 완성도가 높다. 반면 LG에너지솔루션은 다소 후발주자였지만, 2021년 이후 본격적인 전고체 배터리 특허 확장에 나섰다. 특히 LG는 고체 전해질과 고체 전극 간 계면 안정화에 초점을 맞춘 복합 전해질 설계, 유연한 접촉 층 소재 기술에 주력하고 있다. 이는 기존 액체 전해질 기반 기술과의 호환성을 고려한 전략적 접근으로 해석된다. 다만 전체 특허 수나 특허 범위에서는 아직 삼성SDI가 다소 앞서 있으며, 전극-전해질 계면에서 발생하는 화학 반응을 제어하는 핵심 기술 역시 삼성SDI가 보다 광범위하게 포트폴리오를 확보한 상태다. 또한 삼성SDI는 전고체 배터리 셀 설계에서 열팽창률이 다른 소재 간의 응력 해소 기술 등, 공정 안정성까지 고려한 특허도 확보했지만, LG에너지솔루션은 상대적으로 소재 중심의 특허가 많다. 이러한 차이는 향후 상용화 경쟁에서 ‘파일럿 라인’ 단계 이상의 제조 공정에 대한 지식재산권 확보 여부로 이어질 수 있다. 결국 전고체 배터리 기술은 단순한 소재 기술의 집합이 아니라, 시스템 전반에 걸친 ‘복합 특허’의 경쟁이며, 삼성SDI는 현재까지는 이 복합성에서 한발 앞서 있는 셈이다.

4. 지식재산권 기반의 글로벌 경쟁력: 침해 대응과 특허사용 계약 전략

글로벌 배터리 시장에서 특허는 단순히 기술 보호의 수단을 넘어, 사업적 무기이자 협상력의 핵심으로 작용하고 있다. LG에너지솔루션은 특허 특허사용 계약에 있어서 적극적인 전략을 취하며, 실제로 SK이노베이션과의 소송전에서도 승소하여 1조원대 합의를 끌어낸 바 있다. 이는 LG의 특허 포트폴리오가 단순히 양적 우위가 아닌, 법적 분쟁 시 침해를 입증할 수 있는 구조로 설계되어 있음을 보여준다. LG는 특히 미국 시장을 중심으로 글로벌 OEM과의 협력 과정에서 기술 사용에 대한 특허 사용계약을 체결하고, 자사의 특허를 ‘자산화’하여 기업 가치를 끌어올리는 전략을 구사하고 있다. 반면 삼성SDI는 특허 분쟁보다는 ‘방어형 포트폴리오’ 전략을 기반으로, 자사 기술이 경쟁사 특허에 저촉되지 않도록 조기 회피 설계와 기술 권리교환 구조를 강화하고 있다. 삼성SDI는 독일, 일본 등 기술 강국과의 협업을 통해 해외에서도 다수의 공동 특허를 보유하고 있으며, 이는 향후 국제 분쟁 시 중립적 보호막 역할을 할 수 있다. 또한 특허권을 기반으로 고부가가치 시장에서의 브랜드 프리미엄을 유지하는 데 집중하고 있다. 최근 삼성SDI는 B2B 중심의 프리미엄 고객을 대상으로 자사 특허 기술을 활용한 맞춤형 배터리 모듈 설계 기술을 제공하며, 기술을 판매하는 ‘지식재산 서비스 기업’으로도 확장하는 움직임을 보인다. 이처럼 양사의 특허 전략은 단순한 등록 건수에서 벗어나, 실질적인 수익화와 기업 전략의 연계성을 통해 차별화되고 있으며, 결국 특허는 기술이 아닌 경영 전략의 일환으로 자리매김하고 있다.