전기차와 수소전기차의 주도권 경쟁이 치열한 상황에서 LG화학과 삼성SDI가 전기차 배터리 기술을 높이는 데 역량을 집중하고 있다.

전기차의 최대 단점이 배터리 충전 시간과 주행 가능거리로 꼽히기 때문이다. 
 

6일 업계에 따르면 LG화학과 삼성SDI는 전기차 배터리 성능을 높이는 데 기술력을 집중하고 있다.

문재인 대통령이 10월 파리에서 수소전기차를 시승하며 수소차 지원의 뜻을 분명히 한 것을 시작으로 이낙연 국무총리가 경찰 버스로 수소버스 도입을 검토해볼 것을 지시하는 등 최근 수소전기차의 존재감이 부각되고 있다. 

전기차나 수소전기차 모두 차량 가격이 비싸고 충전소 등 인프라 구축비용이 크기 때문에 차량 보조금이나 인프라 구축 등 정부의 지원이 그 산업을 일으키는 데 커다란 영향을 미친다해도 지나친 말이 아니다.

정부 예산이 한정돼 있는 상황 속에서 수소전기차와 전기차는 친환경차시장에서 맞수로 떠오른 셈이다.

수소전기차의 장점은 연료전지의 충전 시간이 짧고 주행거리가 길다는 것이다. 수소전기차는 3~5분의 충전으로 400km~700km 이상을 갈 수 있다.

전기차는 상대적으로 수소전기차보다 배터리를 충전하는 시간이 길고 주행거리도 짧다. 전기차가 완전 충전될 때까지 걸리는 시간은 보통 3시간30분 정도다. 급속충전은 1시간30분 정도가 걸리는 것으로 알려져있다. 전기차 주행거리는 320km가 일반적이다. 

이에 따라 LG화학과 삼성SDI가 전기차배터리 성능을 얼마만큼까지 끌어올릴 수 있는지를 놓고 업계의 관심이 높다. 

LG화학은 2022년에는 주행거리가 400㎞~500㎞에 이르는 전기차 배터리를 생산하겠다는 목표를 세우고 연구개발에 박차를 가하고 있다. 

LG화학은 니켈 함량을 올리면 배터리 에너지 밀도가 높아져 전기차 배터리의 주행거리가 늘어나는 점에 착안해 배터리의 니켈 함유량을 높이는 기술에 집중하고 있다. 

이렇게 되면 값비싼 코발트 원료를 적게 사용해도 돼 원가도 내려간다. 코발트는 전기차 배터리의 안정성을 높이기 위해 사용되는데 값이 비싸다. 코발트는 전기차 배터리 원가의 5~10%를 차지한다. 코발트 비중을 낮추면서 안정성을 유지하는 것 역시 전기차 배터리의 핵심 기술이다. 

LG화학은 2020년을 목표로 니켈 비중을 10% 올리고 코발트 함유량을 10% 대로 낮춘 ‘NCM712 배터리’를 개발하고 있다.  NCM712는 니켈과 코발트, 망간의 비율을 7:1:2로 구성한 제품이다. 현재 LG화학이 주로 공급하고 있는 제품은 NCM622 배터리(니켈 60%, 코발트 20%, 망간 20%)다.

2022년에는 알루미늄이 새롭게 들어간 ‘NCMA(니켈-코발트-망간-알루미늄) 배터리’ 양산을 목표로 하고 있다. 니켈 함량이 무려 90%에 이르고 코발트 함량이 10% 미만으로 떨어지게 된다.

삼성SDI는 현재 300㎞ 수준인 전기차 배터리의 주행거리를 2025년까지 500㎞로 늘리겠다는 목표를 최근에 제시했다. 

삼성SDI는 알루미늄이 들어간 배터리로 전공공구용 소형 배터리시장에서 세계시장 점유율 50% 이상을 차지하고 있는 만큼 알루미늄이 들어간 NCA(니켈-코발트-알루미늄) 전기차 배터리 기술을 미리부터 확보해뒀다.  

삼성SDI는 NCA 배터리를 바탕으로 코발트 비중을 5%에 맞추고 니켈 비중을 90% 이상으로 끌어오리는 ‘하이니켈 배터리’를 연구 중이다. 

이밖에 LG화학은 배터리의 급속충전 속도를 높이는 기술을 확보하기 위해 10월 말 미국 에너베이트(Enevate)에 투자하기도 했다. 에너베이트가 개발하고 있는 기술은 5분 만에 75%까지 충전이 가능한 음극재를 만드는 일이다. 

삼성SDI도 배터리 충전 시간을 15분으로 줄여 전기차 이용자들에게 내연기관차와 유사한 편리함을 제공하는 것을 목표로 삼고 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 

업계 관계자는 “전기차는 수소전기차보다 가격이 상대적으로 낮게 형성돼 있고 전기 충전소 등 인프라가 더 많이 구축돼 있다는 장점을 지닌다”며 “아직 두 시장 모두 초기 단계에 있지만 그래도 전기차 보급률이 더 높은 만큼 전기차업계가 보완점을 개선한다면 미래차시장에서 우위를 점할 수 있게 될 것”이라고 말했다. [비즈니스포스트 김현정 기자]