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[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

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기후동행카드, 고양·과천도 30일부터 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 서울시는 '기후동행카드'가 오는 11월 30일 첫 차부터 고양시와 과천시까지 서비스를 확장한다고 21일 밝혔다. 이로써 서울~고양~과천을 오가는 시민들도 월 5만~6만원대로 기후동행카드의 무제한 혜택을 받을 수 있게 된다. 지난 1월 27일 서울 지역을 대상으로 출발한 기후동행카드는 3월 30일 김포골드라인, 8월 10일 진접선·별내선까지 확대됐다. 서울 공동생활권인 인구 100만의 대규모 도시 고양시와 지리적으로 서울시와 경기남부의 길목에 위치한 과천시까지 연결됨에 따라 수도권으로 본격 확대되는 계기가 될 것으로 시는 기대한다.  서울 외 지역 기후동행카드 이용 가능 도시철도 구간 [이미지=서울시] 서울시와 고양시, 과천시는 지난해 2~3월 기후동행카드 참여 업무협약을 체결한 이후 후속 논의를 통해 구체적인 시행방안을 마련하고 11월 30일 고양시(3호선·경의중앙선·서해선), 과천시(4호선)의 기후동행카드 참여를 확정지었다. 관계기관들과 함께 시스템 개발·최종 점검을 완료했다. 이번 확대로 3호선은 고양시 일산서구 대화역에서 서울시 송파구 오금역까지 모든 역사(44개)에서 기후동행카드를 이용할 수 있게 된다. 경의중앙선은 고양시 일산서구 탄현역에서 구리시 구리역까지 34개 역사, 서해선은 고양시 일산서구 일산역에서 서울시 강서구 김포공항역까지 7개 역사, 4호선은 남양주시 진접역에서 과천시 정부과천청사역사까지 34개 역사에서 기후동행카드를 이용할 수 있다. 이에 더해 현재 기후동행카드 서비스 범위에 이미 고양시를 경유하는 서울 시내버스 28개 노선과 과천시를 경유하는 6개 노선이 포함돼 있음을 고려하면 서울과 고양·과천을 통근·통학하는 약 17만 시민의 이동 편의가 더욱 증진될 것으로 보인다.  또 이용범위가 대폭 확대되면서 과천·고양 등 시민들도 기후동행카드의 다양한 문화 혜택을 동일하게 누릴 수 있다. 과천시 4호선 확대로 대공원역도 기후동행카드를 이용할 수 있는 만큼 방문 시 서울대공원 50% 할인 등 혜택을 참고하면 된다.  기후동행카드는 올해 1월 23일 서비스 시작 이후 70일 만에 100만 장이 팔리는 등 시범사업 단계부터 큰 호응이 확인된 바 있다. 7월부터 본사업에 들어가면서 청년할인권·관광객을 위한 단기권 등 다양한 혜택이 더해졌다. 평일 최대 이용자가 65만명이 넘어가는 등 인기가 지속되고 있다. 서울시는 고양·과천 지하철 적용을 시작으로 수도권 시민들에게도 실질적인 혜택을 제공할 수 있도록 관련 협의·시스템 개발 검토를 적극 추진할 계획이다. 향후 기후동행카드의 무제한 확장을 위한 타 경기도 지자체와의 논의 역시 급물살을 탈 것으로 기대된다고 시는 덧붙였다.  기후동행카드를 이용하려면 안드로이드 기반 휴대전화에서 '모바일티머니' 앱을 무료로 다운받아 충전하면 된다. 실물카드는 서울교통공사 1~8호선 고객안전실, 지하철 인근 편의점 등에서 구매한 후 서울교통공사 1~8호선, 9호선, 신림선·우이신설선 역사 내 충전기에서 권종을 선택·충전 후 사용할 수 있다.  기후동행카드의 고양시, 과천시 확대 등에 관한 자세한 내용은 고양시(031-909-9000), 과천시(02-3677-2285), 서울시 120 다산콜센터로 문의하면 된다. 윤종장 서울시 교통실장은 "김포·남양주·구리에 이어 고양·과천 확대로 경기도 동서남북 주요 시군까지 기후동행카드의 무제한 대중교통 혁신이 이어지고 있다"며 "교통비 절감·생활 편의·친환경 동참 등 일상 혁명을 수도권 시민들까지 누릴 수 있도록 수도권 지역 서비스 확대·편의 향상에 총력을 기울이겠다"고 말했다.  kh99@newspim.com 2024-11-21 11:15
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