[K배터리 회동, 다음은②] LG·삼성·SK '전기차 심장' 기술력 어디까지 왔나

기사입력 : 2020년07월07일 16:07

최종수정 : 2020년07월07일 16:40

LG화학 배터리 시장 점유율 1위...배터리 3사, 신기술 개발 속도
LG화학 '리튬황'·SK이노 '리튬메탈'·삼성SDI '전고체' 주력개발중

[편집자주] 전기자동차 등 미래 모빌리티 사업비전을 위해 정의선 현대차그룹 수석부회장 주도의 K드림팀 결성이 물살을 타고 있다. 정 수석부회장의 러브콜에 이재용 삼성전자 부회장, 구광모 LG그룹 회장에 이어 7일 최태원 SK그룹 회장도 손을 맞잡았다. 향후 구체적인 사업적 동맹이 현실화될지는 미지수이지만 글로벌 톱플레이어인 한국 최고의 기업 총수들 만남은 한국 경제를 위한 긍정적인 신호임은 분명하다. 이른바 배터리 회동 다음은 어떻게 될까. 미래차 산업의 밑그림을 많은 이해관계자가 응원하고 있다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 정의선 현대차그룹 수석부회장이 최태원 SK그룹 회장과의 회동을 끝으로 국내 배터리 3사와의 만남을 마무리했다. 2025년까지 수소전기차를 포함 세계 3위권 진입을 목표로 한 현대차는 국내 배터리 3사의 기술력에 공을 들이고 있다.

LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 배터리 3사의 기술력은 세계적으로 인정을 받고 있다. 각국 완성차 업체들의 러브콜이 쇄도하는 중이다. SNE리서치에 따르면 올해 5월까지 세계 전기차 배터리 시장 점유율에서 LG화학이 24.2%로 1위를 달리고 있다. 삼성SDI가 6.4%로 4위, SK이노베이션은 4.1%로 7위로 이어 질주 중이다.

배터리는 '전기차의 심장'으로 여겨지는 핵심 부품으로 전기차 비용의 40% 가량을 차지한다.

◆SK이노베이션, 고(高)니켈 기술력 세계 최고 자신

7일 관련업계에 따르면 현재 전기차에는 소재를 기준으로 리튬이온 배터리가 적용된다. 양극재에서 나온 리튬이온이 액체로된 전해질을 통해 음극재로 이동하면서 전기를 발생시키는 원리다. 업계에서는 리튬이온 배터리 이후 차세대 배터리 개발에 관심을 갖고 있다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 =현대차그룹 경영진이 7일 SK이노베이션 서산공장을 방문해 SK그룹 경영진과 미래 전기차 배터리 및 신기술 분야 협력 방안을 논의했다. 현대차그룹 정의선 수석부회장(사진 오른쪽)과 SK그룹 최태원 회장이 기아차 니로EV 앞에서 악수하고 있다. [사진=현대자동차] 2020.07.07 yunyun@newspim.com

또한 셀의 모양에 따라서는 납작한 각형, 모양 변경이 자유로운 파우치형, 원통형 등 세 가지로 구분한다. 이날 정 수석부회장이 방문한 SK이노베이션은 파우치형을 주력 제품 한다.

SK이노베이션은 "전기차 배터리 업계에서 후발주자로 알려져 있지만 1992년부터 전기차 개발, 연구를 시작했다"면서 "현재 리튬이온 배터리중 가장 일반적인 삼원계(니켈, 코발트, 망간) 양극재를 적용한 배터리에서 니켈 비중을 늘려 배터리의 힘과 주행거리를 확대하는 고(高)니켈 기술력은 글로벌 최고 수준"이라고 자신했다.

이어 "NCM811(니켈 80%, 코발트 10%, 망간 10%) 양극재를 적용한 배터리를 2016년 세계 최초로 개발하고 2018년부터 양산 중"이라면서 "작년에는 NCM9 1/2 1/2(니켈 90%, 코발트 5%, 망간 5%) 양극재를 채택한 배터리 개발도 세계 최초로 성공했다"고 설명했다.

이날 정 수석부회장과 최 회장의 회동에서는 SK이노베이션이 차세대 배터리 기술로 연구중인 리튬메탈 배터리에 대한 논의가 있었다. 리튬이온 배터리의 음극재인 흑연 또는 실리콘을 리튬 메탈로 대체해 에너지 밀도를 1000wh/L 이상으로 향상시킬 수 있는 차세대 배터리 기술로 주행거리 확대, 차량 경량화에 따른 에너지 절감이 가능하다고 SK이노베이션 측은 설명했다.

SK이노베이션은 작년 말 기준 연간 생산능력 20GWh 체제를 구축했으며 중국, 헝가리, 미국 등 글로벌 거점에 배터리 공장 신‧증축을 통해 2025년까지 연간 생산능력 100GWh을 목표로 한다.

◆ LG화학, 리튬황‧장수명‧전고체 배터리 개발 매진

LG화학은 파우치형으로 시장을 선점했다. 특히 파우치형, 리튬이온 배터리로 전세계 완성차 업체와 합작법인을 세워 배터리 공급, 개발에 나서는 점이 눈에 띈다.

LG화학은 미국 최대 자동차업체인 제너럴모터스(GM)와 지난해 각각 1조원을 투자해 미국 오하이오주에 배터리 합작법인을 세우고 차세대 배터리인 얼티움을 배터리를 개발하고 있다. 1회 충전으로 최대 643㎞(약 400마일) 이상을 주행할 수 있는 고밀도·고용량 배터리라는 게 LG화학의 설명이다. 얼티움 배터리는 향후 10년간 GM에서 출시되는 모든 전기차에 탑재될 예정이다.

LG화학을 세계 전기차 배터리 시장 점유율 1위로 올려준 주역은 올해 초부터 테슬라에 공급한 원통형 배터리다. 테슬라 중국용 전기차 '모델3'에 공급하는 배터리를 LG화학 중국 난징공장에서 생산, 납품하고 있다. 요청 물량이 크게 늘어 국내 오창공장 내 생산라인 중 20%를 테슬라향으로 전환할 것으로 알려졌다.

4대그룹 총수. 왼쪽 위부터 시계방향으로 이재용 삼성전자 부회장, 정의선 현대차 수석부회장, 구광모 LG 회장, 최태원 SK 회장.(사진=뉴스핌DB)

지난달 정의선 현대차그룹 수석부회장과 구광모 LG그룹 대표와의 회동에서는 LG화학이 연구중인 차세대 배터리가 화두에 오르기도 했다. LG그룹 관계자는 "장수명 배터리와 리튬황 배터리, 전고체 배터리 등 미래 배터리 분야에서 게임 체인저가 될 기술 개발에 박차를 가하고 있다"고 강조했다.

리튬황 배터리는 양극재로 황탄소 복합체, 음극재로 리튬 메탈 등 경량 재료를 사용해 무게당 에너지 밀도가 기존 리튬이온 배터리 대비 2배 이상 높아 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있을 것이라고 LG화학은 설명한다. 장수명 배터리는 현재의 배터리보다 5배 이상 더 오래 사용해도 성능이 유지되는 특징을 갖는다.

LG화학은 지난해 폴란드공장 생산능력을 크게 확대후 수율 문제로 애를 먹었지만 올해 초 예상보다 빠르게 안정화되면서 실적 개선에 긍정적 영향을 줄 것으로 업계에서는 판단하고 있다. LG화학 관계자는 "수주 물량 공급을 위한 폴란드공장의 증설도 진행중"이라며 "연말까지 생산능력 100~110GWh을 목표한다"고 말했다.

◆ 삼성SDI, 전고체배터리 '덴드라이트' 해결할 기술 세계 최초 적용

삼성SDI는 각형을 주력제품으로 하고 있어 일부에서는 전세계 완성차 업체와 호환이 떨어진다는 시각도 있다. 현대기아차가 파우치형을 사용해 그간 삼성SDI와는 거래가 없었던 게 그 예다.

하지만 올해 전세계의 관심을 한몸에 받았다. 삼성전자 종합기술원이 공개한 차세대 배터리로 주목받고 있는 전고체배터리의 수명과 안전성을 높이면서 크기를 반으로 줄일 수 있는 원천기술이 때문이다. 전고체 배터리 상용화를 위해 넘어야 할 난제를 삼성이 세계 최초로 풀었다는 평가다.

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 = 삼성전자 종합기술원 '전고체전지' 기술 관련 인포그래픽 . [자료=삼성전자] 2020.03.10 sjh@newspim.com

정의선 수석부회장이 국내 배터리 3사와의 회동을 시작하게 된 계기이기도 하다. 정 수석부회장이 직접 삼성SDI 공장을 방문해 해당 기술에 대한 설명을 들으면서 또 한번 이목을 집중시켰다.

전고체 배터리에는 음극 소재로 사용되는 리튬금속이 배터리의 수명과 안전성을 낮추는 '덴드라이트(Dendrite)' 문제가 발생하는데 삼성전자가 이 문제를 해결하기 위해 전지 음극에 5마이크로미터 두께의 은·탄소 나노입자 복합층을 적용한'석출형 리튬음극 기술'을 세계 최초로 적용했다.

크기는 리튬이온 배터리의 절반 수준 줄고 1회 충전당 주행거리는 800km, 1000회 이상 재충전이 가능하다.

아울러 삼성SDI는 올해 배터리 생산능력을 30GWh로 늘리고 향후 5년간 4배 이상 확대할 계획이다. 삼성SDI 관계자는 "시장의 기대에 부응하도록 최선을 다하고 있다"면서 "차세대 배터리 기술 개발에 집중하고 있다"고 강조했다.

yunyun@newspim.com

사진

한눈에 보는 트럼프 취임사...6대 키워드 [서울=뉴스핌] 이홍규 기자 = 도널드 트럼프 미국 대통령의 두 번째 취임 연설은 이념적인 수사가 가득했던 8년 전 2017년 당시와 다르게 낙관적인 어조 속에서 구체적인 정책 방향성을 제시하는 데 초점이 맞춰졌다. 요지는 전 정권에서 약화한 미국의 외교와 경제 영향력을 되찾겠다는 것이다. 트럼프 대통령은 '미국의 부활'을 알리면서 관세 정책과 경제·에너지 정책, 불법 이민자 정책, 영토 확장, 다양성 정책 재검토 등을 강조한 취임 연설을 했다. 다음은 30분간의 취임 연설에서 언급한 핵심 내용을 정리한 것이다. 도널드 트럼프 미국 대통령이 두 번째 임기 취임 첫날 캐피탈 원 아레나에서 열린 퍼레이드에서 행정명령에 서명하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] 1. 미국의 부활 트럼프 대통령은 "미국의 황금시대가 지금 시작된다"라고 연설을 시작했다. 이어"오늘부터 우리나라는 번영하고 세계의 존경을 다시 받게 될 것"이라고 했다. 또 "우리는 지금 국가적 성공의 흥미진진한 새로운 시대의 시작점에 있다"며 "미국은 전례 없는 기회를 잡을 수 있는 순간을 맞이했다"고 했다. 2. 관세 정책 트럼프 대통령은 관세 정책에 대해 "다른 나라를 윤택하게 하기 위해 미국민에게 과세하는 것이 아니라 국민을 윤택하게 하기 위해 관세를 부과한다"고 말했다. 또 "관세를 징수할 '대외수입청'을 설립하겠다"며 "외국으로부터 막대한 금액이 우리 국고로 흘러와 조만간 아메리칸드림은 전에 없던 방식으로 다시 살아나 번창할 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 또 "미국 경제는 부드럽고 한심하게 약한 무역 협정을 통해 우리 스스로에게 세금을 부과하면서 세계에 성장과 번영을 제공해왔다"며 "이제 이를 바꿀 때다. 우리는 우리와의 무역으로 이익을 얻는 이들에게 비용을 부과하기 시작할 것이며 그들은 기여하기 시작할 것"이라고 덧붙였다. 3. 경제·에너지 정책 트럼프 대통령은 "우리는 시추를 계속할 것"이라며 "미국은 다시 제조업 국가가 될 것"이라고 했다. 또 "우리는 지구상에서 가장 많은 석유와 가스를 보유하고 있다"며 "그것을 사용해 [에너지] 가격을 낮추고 전략비축유를 다시 최대로 채우며 미국 에너지를 전 세계로 수출할 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 이어 "우리는 그린뉴딜을 끝낼 것이며 전기차 의무화 정책을 철회해 우리의 자동차 산업을 구하고 위대한 미국 자동차 노동자들에게 했던 나의 신성한 약속을 지킬 것"이라고 했다. 4. 불법 이민자 정책 트럼프 대통령은 자신의 불법 이민자 정책에 대해 "미국의 완전한 복원을 시작하고 상식의 형멱을 이룰 것"이라고 운을 뗀 뒤 "남부 국경에 국가비상사태를 선포할 것"이라며 "모든 불법 입국은 즉시 중단될 것"이라고 강조했다. 이어 "수백만명의 범죄자 외국인이 그들이 온 곳으로 돌려보내지는 과정을 시작할 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 "멕시코 체류 정책(Remain in Mexico policy)을 재개할 것"이라고 했다. 이어 "잡았다가 풀어주기(catch and release) 관행을 종료할 것"이라며 "우리나라를 침범하는 재앙적인 침략을 저지하기 위해 남부 국경에 군대를 파견할 것"이라고 했다. 5. 영토 확장 트럼프 대통령은 파나마 운하와 관련해 "미국 선박들은 심각하게 과도한 요금을 부과받고 있고 미국 해군을 포함해 공정하게 대우받지 못하고 있다"고 강조했다. 그러면서 "중국이 파나마 운하를 운영하고 있다"며 "우리는 그것을 중국에 준 것이 아니라 파나마에 준 것이며 이제 그것을 되찾을 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 멕시코만에 대해서는 "아메리카만(Gulf of America)"으로 변경하겠다고 했다. 또 화성 탐사에 대해서는 "미국 우주비행사들을 화성에 보내 성조기를 꽂게 할 것"이라고 했다. 6. 다양성 정책 재검토 트럼프 대통령은 다양성 정책에 대해 "오늘부로 미국 정부의 공식 정책은 남성과 여성 두 가지 성별만을 인정하는 것으로 정해질 것"이라며 "연방정부는 더 이상 젠더 이데올로기를 장려하지 않을 것"이라고 했다. 트럼프 대통령은 또 "연방 기관들은 여권과 비자와 같은 정부 신분증에서 개인을 생물학적 성별로 분류할 것"이라며 "교도소, 이민자 쉼터, 성폭행 피해자 지원 센터와 같은 시설들은 생물학적 성별에 따라 구분될 것"이라고 덧붙였다. bernard0202@newspim.com 2025-01-21 10:13