“글로벌 시장 정조준” K-배터리 3사의 전략

[테크월드뉴스=이재민 기자] 올해로 10주년을 맞은 ‘더 배터리 컨퍼런스(The Battery Conference 2021)’가 이차전지산업 전시회인 ‘인터배터리 2021(InterBattery 2021)’과 함께 개최됐다. 컨퍼런스는 6월 9일부터 10일까지 서울 코엑스 컨퍼런스룸에서 진행됐다.

6월 9일 오전에는 ▲슈무엘 드 레옹(Shmuel De-Leon) Shmuel De-Leon Energy CEO ▲조니 루크카로이넨(Joni Lukkaroinen) Terrafame CEO ▲조우석 한국전자기술연구원(KETI) 박사 등이 ‘배터리 이슈’를 주제로 연설했다.

최근 리튬 이온 배터리의 응용 범위가 전기 자동차와 같은 대규모 용도로 확장되면서 더 높은 에너지 밀도, 전류 드레인, 안전성 등이 요구되고 있다. 조우석 박사는 ‘전고체전지’가 이런 요구들을 충족한다며 상용화가 유력한 차세대 배터리로 꼽았다. 전고체전지는 전해질이 고체 상태로 구성된다.

조 박사는 “결국 소비자가 원하는 것은 급속 충전과 1번의 충전으로 먼 거리를 갈 수 있는 것”이라며 강조했다. 그는 현재 황화물 기반 고체 전해질을 사용하는 전고체전지에 대해 연구하고 있다.

오후에 진행된 기조연설에는 국내 배터리 제조 3사의 연구개발(R&D) 수장을 맡은 장혁 삼성SDI 부사장, 김제영 LG에너지솔루션 상무, 이존하 SK이노베이션 센터장이 참석해 각사의 현재 기술 수준과 향후 로드맵 등을 발표했다.

업계에 따르면 전기 자동차 시장은 2025년까지 약 4배 성장할 것으로 보인다. 배터리의 관건은 작은 크기로 얼마나 많은 에너지를 담는지가 될 것이다. 배터리 재료에서 비중이 큰 양극 소재 중 코발트는 요즘 가격이 올라가고 있다. 이에 따라 삼성 SDI는 코발트 대체재로 니켈 망간 소재를 연구하고 있다.

장혁 삼성SDI 부사장은 “현재 양산하고 있는 중대형 배터리에는 88%, 소형 원통형에는 91%까지 니켈 함량을 높였다”며 “앞으로 니켈 함량을 94%까지 높여 전고체 배터리 양산에도 도전할 것”이라고 밝혔다. 전고체 배터리는 리튬 이온 배터리에서 전해질을 액체 대신 고체로 적용해 더 안전하다는 평가를 받는다.

장 부사장은 리튬 이온 전도도, 공정 난이도 등을 만족시킬 전해질 소재를 발굴하고, 니켈 함량을 높였을 때 생기는 문제점을 단결정, 도핑 등으로 해결하기 위해 노력하고 있다고 언급했다.

한편 LG에너지솔루션(LGES)은 차세대 배터리로 전고체 배터리보다 리튬황 배터리를 주목하면서 용량, 안전성, 수명을 모두 다 잡는다는 목표를 드러냈다. 리튬황 배터리는 가볍고 가격이 싸다는 장점이 있으나, 수명이 짧다. 현재 LGES는 이런 단점을 개선시키고자 연구하고 있으며, 양산 가능성을 시사하기도 했다.

김제영 LG에너지솔루션 상무는 급속 충전의 중요성을 강조하며, “LGES는 급속 충전이 가능하면서 에너지 밀도를 극대화한 배터리를 이미 공급하고 있다”고 말했다. 실제로 LGES 부스에는 이 급속 충전 배터리가 탑재된 포르쉐의 첫 전기차 ‘타이칸’이 전시됐다.

끝으로 김 상무는 “LGES가 국내에서 전기차 배터리를 가장 먼저 양산했다”며 “앞으로도 남들이 가지 않은 길을 먼저 가겠다”고 포부를 밝혔다.

마지막 연설자로 나선 이존하 SK이노베이션(SKI) 센터장은 앞으로의 배터리 경쟁력을 안전성으로 꼽았다. 이와 함께 자사 배터리가 지금까지 전기차 약 250만 대에 탑재됐으나, 단 1건의 화재도 발생하지 않았음을 강조했다. 배터리 화재의 주요 원인은 셀의 경우 양극과 음극이 만나게 되는 내부 단락이며, 팩의 경우 특정 셀에서 발생한 화재가 주변 셀로 옮겨가기 때문이라고 알려졌다.

이 센터장은 “SKI의 파우치 배터리는 셀, 모듈, 팩 시스템에 이르기까지 안전성을 중심으로 설계 및 개발됐다”며 “하이니켈(High-Ni) NCM 양극재를 사용하더라도 안전성을 유지하면서 주행거리 증대, 15분대의 빠른 급속 충전 등을 달성할 수 있다”고 설명했다.

이어 SKI는 난연 전해액, 열적·기계적 안전성 강화 분리막 등의 선행 기술과 전고체전지 등 차세대 배터리 연구도 수행 중이라고 덧붙였다.