차세대 전고체·가성비 LFP…K-배터리 미래 충전

국내 최대 '인터배터리 2023' 개막
삼성 SDI, 전고체 배터리 공개
“양산 시점 2027년보다 빠를 듯”
LG엔솔·SK온, LFP 기술 선봬
착한 가격에 전기차 시장 공략

인터배터리 2023이 15일 서울 삼성동 코엑스에서 열렸다. 삼성 SDI 부스에서 관람객이 전기차용 배터리와 모듈 등을 보고 있다. 박지호기자 jihopress@etnews.com

'전고체 배터리, 리튬인산철(LFP) 배터리 상용화로 차세대 모빌리티 패러다임을 주도한다'

국내 최대 배터리 전시회인 '인터배터리 2023'에서 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리 기업이 첨단 기술을 공개해 눈길을 끌었다. 꿈의 배터리로 주목받는 전고체 배터리와 전기차 대중화를 이끌 LFP 배터리 상용화를 앞당기겠다는 청사진을 제시해 시선을 사로잡았다. 또 국내 소재·장비 업체가 미래 기술로 도전장을 던졌다.

삼성SDI는 차세대 전고체 배터리를 전시회에서 공개해 주목됐다. 전고체 배터리는 전해액을 액체에서 고체로 대체한 배터리다. 기존 리튬 배터리 대비 안전성을 강화하고, 에너지 용량을 개선한 것이 특징이다.

전고체는 '덴드라이트' 억제가 핵심이다. 이 현상이 나타나면 리튬이 음극 표면에 쌓여 배터리 분리막을 서서히 훼손, 배터리의 수명과 안전성이 낮아진다.

삼성SDI는 덴드라이트가 자라나는 문제를 해결하기 위해 기존 음극에 리튬 메탈 대신 마이크로 두께의 은나노 입자와 탄소복합체를 적용한 새로운 음극 복합체를 처음 사용했다.

또 전고체 배터리에 음극 두께를 줄이고 기존 대비 황화물 양극 소재를 많이 넣는 방식으로 고용량화 및 에너지 밀도를 개선했다.

삼성SDI 관계자는 “전고체 배터리는 에너지 밀도를 리터당 900Wh보다 수배 올리고, 수천번 쓸 수 있다”며 “전고체 배터리 대량 양산 상용화 시점이 목표(2027년)보다 당겨질 수 있을 것”이라고 말했다.

LG에너지솔루션은 음극소재에 리튬메탈, 실리콘 100% 음극재를 사용한 전고체 배터리와 고분자계 전고체 배터리를 선보였다. 전기차 배터리 적용을 목표로, ESS, IT 기기 등에 순차적으로 적용할 계획이다.

전고체 배터리 외 자체 개발한 LFP 배터리도 공개했다. LFP 배터리는 고성능 전기차에 많이 쓰이는 하이니켈 배터리 대비 성능이 낮지만 가격 경쟁력이 우수한 배터리 제품이다. 회사 관계자는 “LFP는 오는 2분기 ESS 용도로 출시될 예정”이라고 말했다. 직·병렬 연결로 배터리 팩 최대 60개를 탑재하고, 사전에 실외 환경에 최적화된 설계를 통해 비용은 30% 절감, 설치 시간은 40% 단축할 수 있다고 회사는 설명했다.

SK온은 전고체 배터리뿐 아니라 각형 배터리, 파우치 LFP 배터리 등 제품 개발 로드맵을 공개했다. SK온은 니켈 사용을 늘리고, 코발트를 배제한 배터리 기술을 새로운 배터리 제품인 각형 배터리에 적용할 계획이다. 각형 배터리 파일럿 라인에서 조만간 생산을 시작해 하반기 고객사에 공급할 방침이다. 중국 배터리 업체들과 경쟁하기 위해 LFP 배터리 기술도 선보였다. SK온은 니켈 90% 전기차 배터리에 국내 처음 적용한 데 이어 LFP 배터리로 미국을 비롯해 세계 전기차 배터리 시장 수요에 대응할 방침이다.

소재, 장비 국내 기업들의 기술도 돋보였다. 엘앤에프, 에코프로비엠, 포스코케미칼, 에너에버배터리솔루션과 민테크, 피엔티, 원익피앤이 성일하이텍 등 재료, 장비 업체들도 최신 개발한 기술을 선보였다.

특히 민테크는 기존 배터리 성능을 평가하는 화성 장비에 임피던스 기술을 결합한 신장비를 공개해 시선을 끌었다. EIS는 배터리셀뿐 아니라 모듈, 팩 성능 평가는 기본으로 배터리 내부 물성까지 일괄 평가하는 장비다.

홍영진 민테크 대표는 “배터리 공정을 단축해 비용을 절감할 뿐 아니라 배터리 내부까지 속속들이 검사할수 있다”며 “배터리 업체를 시작으로 완성차 업체까지 화성 장비 대표 업체로서 존재감을 보이겠다”고 말했다.

17일까지 열리는 전시회에는 전년 대비 2배 이상 증가한 450여 국내외 기업들이 1400부스 규모로 참가했다.

김지웅기자 jw0316@etnews.com

송윤섭기자 sys@etnews.com