K-배터리 3사 생존전략…차세대 기술력 ‘정조준’
K-배터리 3사 생존전략…차세대 기술력 ‘정조준’
  • 이필녀 기자
  • 승인 2021.09.15 14:46
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배터리 3사 기술력 배양 등 성장 동력 찾기 혈안
해외 공장 설립 등 생산능력 확대로 경쟁력 확보
‘폐배터리 재사용’ 순환경제 활성화 경쟁도 치열

[에너지신문] 전기차 시장이 예상보다 더 빠르게 급성장하고 있다. 거기에 전 세계 자동차 판도가 전기차에 유리한 구조로 짜여지고 있다.

지난 7월 EU(유럽연합)집행위원회는 기후변화 대응을 위한 종합대책인 ‘피트 포 55(Fit For 55)’를 발표, 2030년부터 신규 차량의 탄소배출량을 2021년 대비 55% 줄이고, 2035년부터는 100% 줄이겠다는 의지를 밝혔다.

이로써 유럽에서는 2035년부터 내연기관(휘발유, 디젤 등) 차량의 판매를 사실상 금지, 전기차 시장의 성장세가 더욱 가속화될 것으로 보인다.

▲ LG에너지솔루션 전기자동차 모형.
▲ LG에너지솔루션 전기자동차 모형.

이와 맞물려 전기차 배터리 시장의 글로벌 경쟁 또한 날로 치열해지고 있다. LG에너지솔루션을 필두로 삼성SDI, SK이노베이션 등 국내 배터리 3사는 어느 곳보다 치열해진 글로벌 전기차 배터리 시장에서 시장점유율 확보에 집중하고 있다.

물론 중국과 일본의 견제 또한 만만치 않다. 특히 CATL과 BYD를 필두로 중국계업체들이 괄목할만한 성장을 보이며, 더욱 거센 공세를 펼치고 있어 앞으로 향해가 더욱 험난해질 가능성이 농후해진 상황이다. 이에 국내 3사에는 기술력 배양과 시장 전략 점검 등 성장동력 찾기에 발벗고 나섰다.

LG에너지솔루션, 탄탄한 펜더멘탈 구축 힘쓴다
LG에너지솔루션은 주로 테슬라 모델Y(중국산), 폭스바겐 ID.4, ID.3, 포드 머스탱 마하-E 등의 판매 호조가 결정적인 역할을 담당하며, 2021년 글로벌 상반기 배터리 사용량 순위에서 27.9GWh로, 중국 CATL에 이어 2위를 차지했다. 언제든 1위 탈환이 가능할만큼 간격도 미미한 수준이다.  

이처럼 LG에너지솔루션은 배터리 시장을 중요한 핵심 사업으로 여기고, 핵심 원재료와 력신 기술 발굴 등 팬더멘탈 구축에 전력을 쏟고 있다.

우선 호주 니켈‧코발트 제련기업 QPM社의 지분을 인수, 2023년말부터 10년간 매년 니켈 7000톤과 코발트 700톤을 안정적으로 공급받게 됐다. 전기차 배터리시장 성장에 따른 배터리 핵심 원재료 수급에 선제적으로 대응할 기반을 마련한 셈이다. 이로써 3세대 전기차용 하이니켈 NCMA 배터리 생산 비중을 계획대로 늘려나갈 수 있게 됐다.

하이니켈 NCMA(니켈, 코발트, 망간, 알루미늄 조성의 양극재) 배터리는 LG에너지솔루션의 핵심 배터리로, 양극재 내 니켈 함량을 더 높이고 값 비싼 코발트는 대폭 줄이되 저렴한 알루미늄을 추가해 안정성과 출력을 높이고 가격 경쟁력까지 확보했다는 평가다. 

또한 지난해 12월에는 솔루스첨단소재 유럽법인 유상증자에 약 575억원을 투자했고, 2021년부터 향후 5년간 솔루스첨단소재로부터 전지박(2차 전지용 동박)을 공급 받는 등 향후 배터리 핵심 소재를 안정적으로 확보하기 위해 다양한 노력을 기울이고 있다.

아울러 LG에너지솔루션은 세상을 바꿀 배터리 혁신 기술 발굴에 나서고 있다. 지난달 9일 전 세계 유슈 대학과 연구기관을 대상으로 배터리 이노베이션 컨테스트를 열고 전세계 R&D 우수 인력들이 배터리 연구개발에 몰두할 수 있도록 다양한 환경과 기회를 제공, 배터리 산업을 선토할 차세대 배터리 기술 개발에 집중하고 있다. 

SKIET, 배터리 사업 역량 확대로 ‘경쟁력’ 높인다 
기아 니로EV와 현대 아이오닉5, 코나 일렉트릭(유럽) 등의 판매 증가가 급성장세를 이어가고 있는 SK이노베이션은 전기차 배터리사업 역량 확충에 속도를 내고 있다. 뛰어난 기술력을 바탕으로 완성차업체와의 물량 수주를 늘리고, 적재적소에 물량을 공급할 수 있는 글로벌 증설 전략을 내세운 것이다.

이를 위해 우선 SK이노베이션은 배터리 사업을 독립 분활해 독자 경영시스템을 구축, 글로벌 경쟁력 확보에 한다는 계획이다.

SK이노베이션은 배터리 사업을 ‘1테라와트+α’ 규모의 수주 잔고를 기반으로 글로벌 Top으로의 성장을 목표로, 한국을 비롯해 미국, 중국, 헝가리 등의 거점에서 연간 40GWh 수준의 배터리 생산 능력을 갖춘 SK이노베이션은 2023년 85GWh, 2025년에는 200GWh, 2030년에는 500GWh 이상으로 빠른 속도로 확대시켜 나가고 있다.

특히 지난 4월, 상업생산에 돌입한 창저우 2공장을 보면, SK이노베이션의 의지가 엿보인다. SK이노베이션의 소재사업 자회사 SK아이이테크놀로지는 중국서만 매년 전기차 50만대 분량의 리튬이온배터리분리막(LiBS; Lithium-ion Battery Separator)을 생산, 중국 전기차 배터리 시장 공략에 적극 나서고 있다.

▲ SK이노베이션이 배터리 상버을 분할하며 사업 성장에 속도를 냈다.
▲ SK이노베이션이 배터리 상버을 분할하며 사업 성장에 속도를 냈다.

창저우 2공장 가동으로 SKIET가 한국, 폴란드, 중국 등에서 확보한 생산능력은 10억 4000㎡에 이른다. 연간 전기차 100만대에 쓸 수 있는 분리막 생산 규모를 자랑하며, 2024년에는 생산능력이 27억 3000㎡가 확대, 전기차 배터리 핵심업체로 도약하고 있다.

SKIET는 ‘축차연신’, ‘세라믹코팅분리막(CCS; Ceramic Coated Separator)’ 등 프리미엄 분리막을 제조할 수 있는 막강한 기술력으로 분리막업계를 리드하고 있는 만큼 강력한 기술 리더십(Technology Leadership)을 바탕으로 독보적인 위치를 고수한다는 입장이다.

여기에 양극재 등 다른 소재의 내재화를 계획하고 있다. 배터리 생산규모가 커지면서 핵심 소재인 양극재의 공급 안정성이 중요해지고 있어 내재화 필요성에 공감, 선택지 다양화를 고민하고 있는 것이다.

또한 제품을 만드는 공정에서도 환경을 위한 노력을 하고 있다. SKIET는 온실가스 감축뿐 아니라 공정 중에 발생하는 다양한 폐기물도 2030년까지 제로화해 진정한 친환경기업으로 거듭나는 계획을 세우는 등 다양한 방면에서 배터리사업의 파이를 키워나고 있다.

기술 경쟁력 갖춘 삼성SDI, 이제 실력 발휘한다
2021년 상반기 삼성SDI는 배터리 사용량에서 피아트500과 아우디 E-트론 EV, 포드 쿠가 PHEV 등의 판매 증가에 힘입어 고성장세를 시현했다.

세계 무대에서 삼성의 진가가 발휘되기 시작한 것이다. 이와 함께 삼성SDI가 본격적인 전기차 배터리 생산능력 확대에 나선다. 올해 초 헝가리 공장 증설에 1조원 투자를 발표하는 등 전기차 배터리 분야에서 두각을 나타내기 시작한 것이다. 삼성SDI의 배터리는 이제부터 시작이라는 평가가 공공연하게 나오고 있다.

그간 삼성SDI는 기술 개발에 더 매달렸다. 그룹 차원에서 배터리 안전성 확보에 사활을 걸었고, 무엇보다 연구개발 부문에서의 초격차 기술 전략에 집중했다. 니켈 비중을 높이고 코발트 비중을 낮춘 ‘하이니켈계 양극 소재’ 기술 개발로 배터리 시장을 선도한다는 목표다.

니켈 비중을 높이면 배터리 에너지 밀도가 향상되고 주행거리가 늘어난다. 또 희소금속인 코발트 비중을 낮춰 원가도 절감된다.

반면 배터리 안정성이 취약해질 수 있지만 삼성SDI는 안정적이면서도 높은 에너지 밀도를 갖춘 ‘하이니켈계 양극 소재’ 양산에 한 걸음 앞섰다는 평가다. 삼성SDI는 올해 하반기 양산 예정인 차세대 배터리 젠5(Gen5)를 통해 시장 공략에 적극 나서겠다는 계획이다.

젠5는 에너지 밀도를 높이는 니켈 함량을 88%로 끌어올린 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 양극재를 적용했다. 이를 통해 한번 충전에 600km 이상 주행할 수 있는 전기차 양산도 가능하다. 삼성SDI는 유럽 완성차업체들의 신규 전기차에 이 배터리를 장착하겠다는 포부를 내심 내비치고 있다. 

또한 삼성SDI은 기술 경쟁력을 갖췄는데 생산능력 확대에 공격적으로 나서지 않았다는 지적을 극복하기 위해 생산능력 향상에 초점을 맞춰 왔다. 국내 울산, 중국 시안, 유럽 헝가리 괴드 등에 배터리셀 공장을 보유했고. 나아가 헝가리 2공장 신설도 추진할 전망이다. 

이로써 삼성SDI는 전기차 배터리 분야에서 기술, 투자, 수주의 3박자를 두루 갖춰 진정한 경쟁력을 확보, 완벽한 도약을 꿈꾸고 있다.

‘폐배터리 재사용’ 배터리 순환경제 고민하다
전기차 시장 확산과 새로운 화두로 떠오르고 있는 것이 폐배터리 재사용 및 재활용이다. 에너지경제연구원에 따르면 국내 전기차 폐배터리 배출규모가 올해 104톤에서 2029년 1만 8700여톤으로 약 100배 늘어날 것으로 전망하고 있다.

SNE리서치도 2030년 폐배터리 시장 규모가 181억달러(한화 약 21조원) 규모에 달할 것이라고 내다봤다. 이에 배터리 3사도 수명이 끝난 배터리의 재사용 및 재활용 방안을 본격적으로 고민하기 시작했다.

SK이노베이션은 배터리를 독립회사로 분할하며, 그린 포트폴리오 개발’에 집중, 핵심사업 중 하나로 배터리 재활용 사업을 육성하겠다고 했다.

이를 통해 2025년까지 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등의 생산 능력을 6만톤(t)까지 갖출 계획이라고 밝혔다. 

LG에너지솔루션도 미국에서 제너럴모터스(GM)와의 합작법인 ‘얼티엄셀즈’를 통해 북미 최대 배터리 재활용업체인 ‘리-사이클(Li-Cycle)’과 폐배터리 재활용 사업을 진행, 폐배터리를 재사용해 만든 ‘전기차용 충전 에너지저장장치(ESS) 시스템’을 오창공장에 설치했다.

LG에너지솔루션은 이 시스템을 테스트한 후 폐배터리 재사용을 위한 다양한 사업에 활용한다는 방침이다. 삼성SDI는 폐배터리 재활용 전문기업 피엠그로우에 지분투자를 하는 등의 협업하고 있다. 삼성SDI는 배터리를 분해해 원재료인 니켈, 코발트, 망간 등을 추출하는 ‘배터리 재활용(recycling)’ 사업에 관심을 기울이고 있다.

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