인터배터리 2022, 오는 17일부터 19일까지 서울 코엑스서 개최
2만2800여개 특허...지식재산권 강자 LG에너지솔루션
작년 107.5% 성장률로 경쟁사 앞지른 SK온
양적 팽창보다 '질적 성장' 집중하는 삼성SDI
오는 17일 인터배터리 2022 개막을 앞두고 세계 배터리 산업에서 중추적인 역할을 하고 있는 국내 대표 배터리 제조 3사에 관심이 집중되고 있다.
인터배터리 2022는 국내 유일의 이차전지 전문 산업 전시회로, 배터리 재팬, CIBF(China International Battery Fair)와 함께 세계 3대 이차전지 전문 전시회로 꼽히고 있다.
한국은 세계 시장에서 알아주는 자타공인 전기차 배터리 제조 강국이다. 작년 한해, 우리 배터리 3사가 글로벌 전기차용 배터리 시장에서 차지한 점유율은 30.4%다. 내수가 압도적으로 강한 중국 시장을 제외한 글로벌 시장에선 3사의 시장 점유율이 무려 56.5%까지 치솟았다. 전 세계에서 팔리고 있는 전기차의 절반 이상이 한국 회사에서 만든 배터리를 쓰고 있는 셈이다.
그중 가장 앞선 것으로 평가되는 LG에너지솔루션은 작년 한해 전 세계 전기차 시장서 배터리 사용량이 60.2GWh를 기록하면서 중국 업체 CATL에 이어 2위를 차지했다. 시장 점유율은 20.3%에 달한다.
LG에너지솔루션은 지난해 인터배터리에서 업계 최초로 4원계 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 양극재를 적용한 배터리 시제품을 공개해 주목받았다. 최근 LG에너지솔루션의 권영수 부회장은 "LG에너지솔루션은 소형부터 대형까지 원통형·각형·파우치형 등 다양한 플랫폼을 보유하고 있어 고객이 요구하는 가격대와 성능을 충족시킬 수 있는 역량을 가진 기업"이라고 자평했다.
업계 관계자에 따르면, LG에너지솔루션은 차세대 배터리로 전고체 배터리와 리튬황 배터리 개발에 주력하고 있는 것으로 알려졌다. 전고체 배터리의 경우, 고분자계와 황화물계 두 가지를 개발 중이다.
리튬황 배터리는 경량화 및 가격 경쟁력에서 장점이 있는 차세대 배터리로 수명 및 성능 기술을 조기 확보해 드론, UAM 등과 같은 비행체 중심으로 신시장 적용을 추진한다는 계획이다.
LG에너지솔루션은 지난 10년 동안 연구개발에 5조3000억원에 달하는 투자를 진행해 왔다. 소재와 공정, 핵심기술 분야에서 총 2만2800여개의 특허를 보유해 지식재산권 분야에서도 경쟁력을 갖고 있는 것으로 평가되는 만큼, 올해 인터배터리 2022에서는 어떤 혁신 기술을 선보일지 기대감을 자아낸다.
SK온은 지난해 중국을 제외한 글로벌 배터리 시장에서 10%가 넘는 점유율을 기록하는 기염을 토했다. 비교적 늦게 경쟁에 뛰어든 후발주자였지만 도전적인 성장 목표를 달성해 가면서, 지난해부터 글로벌 배터리 사용량에서 삼성SDI를 앞서기 시작했다.
지난해 SK온의 글로벌 배터리 사용량은 16.7GWh로 전년 대비 107.5% 성장률을 기록했다. 각각 75.5%와 56.0%를 기록한 LG에너지솔루션과 삼성SDI의 성장률을 크게 상회한 수치다.
SK온은 작년 인터배터리에서 NCM9 배터리를 공개했다. NCM9 배터리는 니켈 함량을 90%까지 끌어올린 순수 파우치형 배터리로, 올해부터 포드의 픽업트럭 'F-150'의 전기차 버전에 탑재될 것으로 알려지면서 이목을 끌었다.
SK온은 지난해 9월, 포드와의 합작법인 ‘블루오벌SK(BlueOvalSK)’을 설립하고, 테네시주와 켄터키주에 각각 배터리 생산 공장을 건설하기로 했다. 테네시 공장은 470만평 부지에 포드의 전기차 생산 공장과 함께 들어서며, 생산능력은 43GWh다. 켄터키 공장은 190만평 부지에 86GWh로 건설될 예정이다. 조지아에서 단독으로 짓고 있는 공장 두 곳과 합하면 SK온은 미국에서만 약 150GWh 규모의 생산능력을 확보하게 된다.
SK온도 미래 배터리 개발 전략에 역량을 집중하고 있는 모습이다. SK온의 모회사 SK이노베이션은 올해 초 미국 조지아 공대 이승우 교수진과 차세대 전고체 배터리 개발을 위해 협력한다는 소식을 알렸다. 이승우 교수는 KAIST와 공동으로 혁신적인 고무 형태 고분자 고체 전해질을 개발해, 세계적인 학술지인 네이처(Nature)지에 논문이 소개되기도 했다.
이승우 교수가 개발한 고체 전해질은 기존 고체 전해질의 단점으로 꼽히던 이온전도도를 100배나 향상시키면서, 동시에 고무와 같은 신축성까지 확보했다. SK이노베이션은 해당 기술을 도입하면 한 번 충전으로 500km 가량을 가는 전기차의 주행거리가 800km까지 늘어날 수 있을 것이라고 전망했다.
SK온은 사용 후 배터리 재사용·재활용 사업도 추진하고 있다. SK온은 기아자동차 ‘니로EV’의 사용후 배터리 6개를 재사용한 300KWh급 ESS를 구축하고, 이를 경기도 안양에 위치한 SK에코플랜트 아파트 건설 현장에 활용하기 위한 프로젝트를 진행하고 있다.
삼성SDI는 양적 팽창보다는 질적 성장 전략에 집중하고 있다. 3사 중에서도 연구개발 비용을 가장 많이 투자하고 있다. 지난해 상반기 기준 3사의 총 연구개발 비용 8527억원 중 절반 이상이 삼성SDI(4365억원)의 투자였다.
삼성SDI는 지난해 인터배터리에서 5세대 배터리 GEN.5를 공개했다. 니켈 함량을 88%까지 높인, 하이니켈 배터리다. GEN.5는 현재 BMW의 신형 전기차 iX, i4와 롤스로이스 등 고급 전기차에 주로 탑재되고 있다.
삼성SDI의 차세대 원통형 배터리는 지난해 9월 미국 환경청으로부터 한번 충전으로 837Km 주행이 가능하다고 공식적으로 인정받으면서, 테슬라의 S 롱레인지 모델이 갖고 있던 최장거리 주행기록을 갈아치웠다. 현재 차세대 전기차 업체 리비안의 픽업트럭 R1T, 스포츠유틸리티차량 R1S, 전기 밴 모델에 공급되고 있다.
삼성SDI는 전고체 배터리 개발에도 역량을 집중해 왔다. 2027년 상용화를 목표로 관련 기술을 개발해 왔고, 현재 전고체 배터리 관련 특허가 도요타에 이어 두 번째로 많은 만큼, 전고체 배터리 분야에서는 3사 중 가장 앞서 있다는 평가다.
삼성SDI는 최근 경기도 수원시 영통구에 위치한 SDI연구소 내에 약 6500㎡(약 2000평) 규모의 전고체 배터리 파일럿 라인을 착공했다.
파일럿 라인은 전고체 배터리 제조를 위한 전용 설비들로 채워진다. 전고체 배터리 전용 극판 및 고체 전해질 공정 설비, 전지 내부의 이온 전달이 원활히 이뤄지도록 만들어주는 셀 조립 설비를 비롯한 신규 공법과 인프라를 도입할 예정이다.
삼성SDI 최윤호 사장은 "이번에 착공한 파일럿 라인은 초격차 기술 경쟁력과 최고의 품질 확보로 삼성SDI가 수익성 우위의 질적 성장을 이뤄 진정한 1등 기업으로 우뚝 서기 위한 초석이 될 것"이라고 포부를 밝혔다.
한편 SNE리서치가 추계한 전세계 전기차 폐차 대수는 2030년에 414만대, 2040년에 4636만대로 추산됐다. 배터리 리사이클링 시장도 신산업으로 떠오른 만큼, 다가온 인터배터리 2022에서 우리 배터리 제조 3사가 이와 관련해 어떠한 솔루션들을 내놓을지에도 귀추가 주목된다.
헬로티 이동재 기자 |
