화학저널

LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 전기자동차 배터리 3사가 곧 다가올 테슬라의 배터리 데이에 신경을 곤두세우고 있다고 한다.
중국 CATL이 최근 니켈이나 코발트를 전혀 함유하지 않은 새로운 유형의 전기자동차 배터리를 개발하고 있다고 발표한 바 있어 테슬라와 손잡고 혁신적인 배터리를 발표할 가능성이 있기 때문이다.
그러나 CATL이 세상에 없으면서 경쟁력이 높은 전기자동차 배터리를 개발할 것으로 믿는 전문가는 세상에 없다.
전기자동차 배터리는 한국이 NCM(니켈‧코발트‧망간)계, 중국이 LFP(리튬‧인산‧철)계를 중심으로 시장을 양분하고 있고 CATL이 NCM, LFP 양극재 베이스 배터리와 전혀 다른 유형을 개발하고 있다는 소문이 돌고 있으나 실현 가능성은 높지 않다.
중국기업에 한참 앞서가는 것으로 평가받고 있는 국내 배터리 3사도 코스트가 높은 코발트 사용을 배제하거나 낮추고 니켈 함량을 높여 배터리 성능을 개선하는데 몰두할 뿐 미래 전기자동차 배터리로 부상하고 있는 전고제전지 개발로는 이행하지 못하고 있다.
만약, CATL이 테슬라와 손잡고 100만마일(160만km)을 운행할 수 있는 배터리를 공개한다면 국내 3사에 빼앗긴 시장을 단번에 되찾음은 물론 글로벌 시장을 완전히 장악하고도 남음이 있으나 배터리 수명을 단번에 5-10배 늘릴 방법은 쉽지 않다는 것이 중론이다.
CATL은 10년 이내에 1회 충전 주행거리를 800km까지 늘리기 위해 모듈 단계를 생략하고 배터리 셀을 자동차 프레임에 바로 통합하는 방안을 추진하고 있는 것으로 알려지고 있으나 LFP 배터리는 출력이 낮고 무거워 전기자동차의 주행거리를 늘리기 어렵다.
테슬라가 니켈 베이스 배터리에 비해 성능이 떨어짐에도 LFP 배터리를 채용한 것은 원가절감 때문이라는 점에서 CATL을 끌어들여 국내 배터리 3사에게 공급단가를 낮추라는 압박을 가하는 신호로 해석되고 있다.
국내 전기자동차 배터리 생산기업들은 테슬라나 CATL의 움직임에 민감하게 반응할 것이 아니라 미래 전기자동차 배터리로 부상한 전고체전지 개발을 서둘러야 한다.
국내 3사가 주력하고 있는 리튬이온전지는 폭발 가능성이 있어 안전성을 장담하기 어렵고 주행거리도 짧아 전기자동차용으로는 오래가지 못할 것이 분명하기 때문이다.
LG화학이 양극재 소재에 알루미늄을 추가함으로써 주행거리를 늘리면서 안정성까지 높인 NCMA(니켈‧코발트‧망간‧알루미늄) 배터리를 2022년 상용화할 계획이고, SK이노베이션도 양극재의 니켈 비중을 90% 이상으로 높여 한번 충전으로 500km 이상을 달릴 수 있는 NCM 배터리를 2023년부터 생산한다고 한다. 다행이 아닐 수 없다.
하지만, 전고체전지는 화재 위험이 없고 크기도 절반 수준으로 작으며 휘어지는 배터리를 만들 수 있고 몇년 사용해도 배터리 성능이 크게 떨어지지 않아 전기자동차용으로 가장 적합한 것으로 평가되고 있으며 2035년에는 글로벌 시장이 30조원을 상회할 것으로 예측되고 있다.
하지만, 5000건이 넘는 전고체전지 특허 중 일본이 34%, 중국이 26%를 차지하고 있는 반면 한국은 14%에 불과한 것으로 나타나고 있다.
전기자동차용 배터리는 하이니켈 양극재, 실리콘 음극재, 전고체전지가 대세로 굳어가고 있다.