배터리 공장 멈춰도…R&D 전쟁은 '현재 진행형'

K-배터리, 전기차 캐즘에도 R&D 경쟁력 확보 안간힘
전고체부터 리튬황 배터리까지…기술 주도권 누가 쥘까

▲정근창 LG에너지솔루션 부사장이 23일 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 'SNE 배터리 데이 2024'에서 차세대 배터리 기술 개발 현황을 발표하고 있다. (김민서 기자 viajeporlune@)

전기차 시장의 캐즘(일시적 수요 정체)이 길어지면서 배터리 업계가 투자 속도 조절에 나섰다. 다만 장기 성장에는 이견이 없는 만큼 기업들은 연구개발(R&D) 투자를 통해 차세대 배터리 주도권을 강화하고, 인재를 확보하기 위한 노력을 이어가겠다는 계획이다.

23일 LG에너지솔루션과 삼성SDI는 서울 강남구 한국과학기술회관에서 SNE리서치 주관으로 열린 ‘SNE 배터리 데이 2024’에서 각 사의 차세대 배터리 기술 개발 현황에 대해 발표했다.

정근창 LG에너지솔루션 미래기술센터장(부사장)은 “건식 전극 공정을 활용한 전고체 배터리 개발에선 앞서있다”며 “전고체 배터리는 전극을 만드는 환경의 수분 관리가 중요한데, 건식 공정에서는 이러한 시설이 필요 없어 공간 효율성이 높아진다”고 말했다.

정 부사장은 “보편적으로 사용되는 것보다 높은 이온전도도를 가진 황화물계 조성물을 가지고 있고, 독자적인 나노 코팅 기술을 통해 저항을 줄이고 수명을 늘릴 수 있다”며 “고급형 전기차와 선박에 활용될 것으로 기대된다”고 설명했다.

전기차 외 시장을 공략하기 위한 차세대 배터리 개발에도 힘쓴다. LG에너지솔루션은 리튬황 배터리를 탑재한 고고도무인기를 시작으로 미래 항공 모빌리티 분야까지 진출하겠다는 구상이다.

정 부사장은 “현재 LG에너지솔루션이 개발한 리튬황 배터리의 에너지 밀도는 ㎏당 500와트시(Wh), 수명은 200사이클 이상”이라며 “황의 저렴한 가격과 높은 에너지 밀도를 유지하면서도 수명을 늘리고 리튬메탈이 가진 안전성 문제를 효과적으로 제어하는 것이 관건”이라고 말했다.

정 부사장은 “차세대 배터리의 경우 기존에 가진 생산 기지의 공정과 설비를 활용할 수 있도록 개발하고 있다”고 밝혔다. LG에너지솔루션은 2026년까지 연 550기가와트시(GWh)의 생산능력을 갖추기로 했다. 차세대 배터리 양산도 기존 생산설비를 활용하기로 계획한 만큼 증설 규모에는 큰 변화가 없을 것으로 보인다.

다만 전기차 시장 상황에 따라 투자 속도 조절은 계속될 가능성이 크다. 최근 LG에너지솔루션은 제너럴모터스(GM)와 미국 미시간주에 짓고 있는 3공장 건설을 중단했다. 지난달에는 애리조나주의 에너지저장장치(ESS)용 리튬인산철(LFP) 배터리 생산공장 건설도 일시 중단했다.

▲고주영 삼성SDI 부사장이 23일 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 'SNE 배터리 데이 2024'에서 차세대 배터리 기술 개발 현황을 발표하고 있다. (김민서 기자 viajeporlune@)

고주영 삼성SDI 부사장도 캐즘을 극복하고 전기차 침투율 51%를 넘기려면 차세대 배터리 개발에 속도를 내야 한다고 봤다. 특히 제품 다양화와 가격 경쟁력을 중요한 요소로 지목했다.

고 부사장은 “차량 비중 자체가 저가형인 볼륨, 엔트리가 훨씬 많다”며 “프리미엄(고가형)뿐만 아니라 지난해부터 NMX(코발트 프리), 미드니켈, LFP+ 등 저가형 전기차에 대응하는 배터리를 개발해 양산하려고 한다”고 밝혔다.

이어 “전고체 배터리는 초기에 슈퍼 프리미엄(초고가형) 세그먼트에 들어갈 것”이라면서 “경험을 살려 생산능력을 확충하면 가격을 내릴 수 있고, 적용 차종도 프리미엄 단계로 내려오게 될 것”이라고 덧붙였다.

삼성SDI는 2027년 전고체 배터리 양산을 준비하고 있다. 지난해 말과 올해 초에 걸쳐 고객사에 제품을 납품하고, 고객사들의 피드백을 받고 있는 상황이다.

다만 폼팩터(형태)는 여전히 검토 중이다. 고 부사장은 “전고체 배터리 자체는 안전하지만, 팩 레벨에서도 안전성을 확보하는 게 중요하다”며 “파우치형은 불에 잘 타는 단점이 있다. 궁극적으로는 각형으로 가겠지만 2027년 양산하는 전고체 배터리의 폼팩터는 계속 검토 중”이라고 전했다.

인재를 확보하기 위한 경쟁도 치열하다. 이석희 SK온 대표이사는 전날 서울대학교에서 석·박사 과정생 80여 명을 대상으로 특강에 나섰다.

이 대표는 “전동화는 예정된 미래로, 그 여정에서 핵심은 배터리 성능 개선”이라며 “미래 성장에 대비하기 위해 사람과 연구에 대한 투자는 아끼지 말아야 한다”고 강조했다.

삼성SDI는 최근 성균관대학교와 배터리 계약학과를 신설하기로 했다. 배터리 기업이 학부생을 대상으로 한 계약학과를 신설한 건 이번이 처음이다. 그간 국내 대학에 설치된 계약학과는 대부분 석·박사급 과정이었다.