국내 최대 민간주도 탄소중립 기술대전 '그린비즈니스위크2022'(GBW 2022)에 K-배터리 3사가 총출동해 제품 경쟁력을 자랑하는 한편 미래 청사진을 소개했다.
비(非)중국 시장에서 점유율 1위를 수성중인 LG에너지솔루션, 수익성 중심 질적 성장 전략을 중심으로 배터리 3사 중 가장 먼저 연간 영업이익 1조원을 달성한 삼성SDI, 파죽지세 성장률과 함께 안전한 배터리를 자랑하는 SK온이 각양각색의 경쟁력을 직접 눈으로 확인시켜줬다.
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'1조 클럽' 대체 어떻게? 삼성SDI, '초격차 배터리' 비결 공개━
"그것은 배터리셀이고 셀을 모아서 이렇게 모듈을 만들고 모듈을 모아서 이렇게 팩을 만듭니다. 이런 배터리셀이 이 전기차 바닥에 500개 정도 들어가 있습니다."(삼성SDI 부스 안내원)
삼성SDI는 12일부터 14일까지 사흘간 서울 코엑스에서 열리는 GBW 2022 전시에 올해 처음 참가해 PRiMX(프라이맥스·PRime battery for Maximum eXperience)존을 대표로 xEV, IT/Power, ESS 배터리 존 및 로봇/e-Scooter용 등 다양한 어플리케이션을 위한 배터리를 선보였다.
프라이맥스란 지난해 말 삼성SDI가 업계 최초로 론칭한 배터리 브랜드로 '최고 품질의 배터리로 고객에게 최상을 경험을 선사한다'는 삼성SDI 고유 아이덴티티를 담았다. 핵심 키워드는 최고 안전성 품질, 초격차 고에너지 기술, 초고속 충전 및 초장수명 기술 등 3가지다.
삼성SDI는 지난해 매출액 13조5532억원, 영업이익 1조676억원으로 창사 이래 처음으로 영업이익 1조원을 돌파했다. 수익성 호조세를 이끌었던 배터리와 배터리 적용처 면면이 전시장에 공개됐다.
'대한민국 미래를 이끌 성장 동력'으로 기사 등으로는 많이 접하지만 실제로 보기 어려운 배터리 실물을 본 관람객들은 많은 관심을 나타냈다. 삼성SDI의 ESS(에너지저장장치)에 대해서는 "효율이 얼마나 되는지" "(신재생에너지 전기를) 저장하면 얼마 동안 쓸 수 있는 건지" 등 질문이 나왔다.
삼성SDI는 이날 미래 기술 로드맵도 밝혔다. 삼성SDI가 현 수준에서 선보인 자동차용 배터리는 P5(Gen.5)로 에너지밀도는 L당 650Wh이며 한 번 충전으로 주행할 수 있는 거리는 620Km다. 전기차에 탑재되는 P5 배터리를 80%까지 충전하는데 20분이 걸린다.
삼성SDI는 한 번 충전으로 670Km를 달릴 수 있는 P6(Gen.6) 배터리는 2024년에, 700Km를 달릴 수 있는 P7(Gen.7) 배터리는 2026년에 양산한다는 계획이다.
한 번 충전으로 900Km를 달릴 수 있는 포스트 리튬이온 배터리, 사실상 전고체 배터리(8세대 배터리)는 2027년 양산을 목표로 잡았다. 삼성SDI는 현재 전고체 전지 양산을 위한 파일럿 라인을 수원 R&D 센터 내 약 2000평 규모 부지에 준비중이다.
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'1억개가 더 늘었다' 4억개 셀 '화재 제로' 강조한 SK온━
SK온은 전극-조립-화성-품질관리 등에 걸쳐 자신들이 어떻게 배터리를 만드는지를 보기 쉽게 전시했다. 이날 관람객이 관심을 둔 S-Pack 기술이란 열 차단, 가스 경로 제어 기술을 통해 안전 성능을 강화한 것을 뜻한다. 또 간소화된 구조로 단위당 셀 용적률을 상승시켰단 설명이다.
SK온은 지난해 전시에서도 '안전한 배터리'를 소개하는데 집중했다. 당시 SK온은 "3억개의 셀을 만드는 동안 단 한 번의 화재도 없었다"라고 소개했었는데 올 해에는 "차별화된 제조 프로세스로 4억 개의 셀 생산에도 차량 화재 0건을 기록했다"고 밝혔다.
SK온은 엑스레이 및 AI, 비전 카메라를 활용해 철저히 전수검사할 뿐만 아니라 예측불가능한 상황에 대비해 독자적 평가·예측 방법을 개발했다는 설명이다.
SK온도 미래 기술 로드맵을 공개했다.
선도적인 하이니켈 배터리 기술을 갖고 2014년 세계최초 니켈 함량 60%인 NCM622 배터리, 2018년엔 NCM811 배터리를 양산했다. 2019년에는 니켈 함량이 88%인 NCM9 배터리를 세계 최초로 개발해 2022년 양산에 돌입했다. 2029년에는 니켈 함량 98%인 배터리 양산을 목표로 현재 연구개발 중이다.
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'전고체 배터리 현재 어느 수준?' LG엔솔 부스에서 고난이도 질문 쏟아낸 관람객들━
LG에너지솔루션 전시장을 찾은 한 관람객은 차세대 배터리 로드맵을 그린 벽면 앞에서 한참동안 서서 고난이도 질문을 이어갔다. 이 관람객은 "배터리와 어느정도 연관이 있는 일을 하다보니 상용화 수준에 관심이 있어 이 곳을 찾았다"고 말했다.
LG에너지솔루션은 2026년에 고분자계 전고체 배터리, 2027년 리튬황 배터리, 2030년 황화물계 전고체 배터리를 내놓는다고 밝혔다.
리튬황 배터리는 뛰어난 경량성과 높은 가격경쟁력을 갖춘 것으로 알려졌다. 특성상 각종 비행체나 도심항공 모빌리티 등 미래 운송수단에 적합할 것이란 기대다.
LG에너지솔루션은 2020년 이미 리튬황 배터리를 탑재한 고고도 장기 체공 태양광 무인기를 통해 성층권 고도(12~22km)에서의 7시간 포함 총 13시간의 시험 비행에 성공했다.
화재위험을 크게 낮추는 전고체 배터리 개발 상황에 대해서도 상세히 소개했다.
2026년 상용화 예정인 고분자계 전고체 기술은 분리먹 없이 고분자 필름만으로 정상 동작하고 가위로 잘라도 정상 작동할 정도로 내부 단락에 안전한 것이 특징이다. 직접 불을 가해도 타지 않는다.
2030년 상용화 예정인 황화물계 전고체 기술은 상온에서도 급속 충전할 뿐만 아니라 용량이 대폭 늘어나는 것이 특징이다.
한편 이날 LG에너지솔루션 전시관 안내를 맡은 한 직원은 "학생, 연구원 등 다양한 배경을 가진 분들이 관심을 갖고 부스를 찾았다"며 " 전고체 배터리 같은 미래형 배터리에 대한 질문을 하는 등 확실이 배터리에 관한 지식 수준이 높아진 관람객들이 더 많아진 듯하다"고 말했다.
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