저가형부터 '꿈의 배터리'까지… 라인업 늘려 세계시장 접수 [K배터리도 초격차 시대]

LG엔솔·삼성SDI·SK온 '빅3'
기존 주력 '삼원계'보다 15배 싼
리튬인산철 'LFP' 개발 가속도
안정성·성능 월등한 '전고체'
이르면 2027년 상용화 가능

저가형부터 '꿈의 배터리'까지… 라인업 늘려 세계시장

국내 배터리 3사가 기존 주력제품 라인인 삼원계보다 15배가량 가격이 저렴한 리튬인산철(LFP) 배터리 개발에 본격 나선다. 여기에 안정성과 성능이 모두 높아 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 개발에도 적극 나서고, 폐배터리 관련 기술 확보를 추진하는 등 사업다각화에 총력을 기울이고 있다.

■LFP 상업화 경쟁 시동

13일 관련업계에 따르면 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 배터리 3사는 현재 LFP 배터리 상업생산을 목표로 개발을 추진하고 있다. LG에너지솔루션은 LFP 에너지저장장치(ESS)를 올해 중 출시하고 자동차용은 2025년 생산을 목표로 개발을 진행 중이다. SK온은 지난달 진행된 인터배터리 행사에서 LFP 배터리 시제품을 처음으로 공개했다. 삼성SDI는 현재 LFP 배터리에 관심있는 고객사와 LFP에 들어가는 소재와 화학구성 등에 대한 협의를 진행 중이다.

삼성SDI 관계자는 "기존 LFP 제품과 조금이라도 다른 차별화된 제품을 개발하기 위해 고객사와 협의 중"이라면서 "소재와 화학적 구성 등을 조율하고 있는 상황으로, 구체적인 내용은 조금 더 시간이 지나야 나올 것"이라고 설명했다.

국내 배터리사들이 그동안 주력하던 니켈·코발트·망간(NCM) 등 삼원계 배터리와 함께 LFP 배터리 개발에 나서는 것은 사업다각화를 통한 경쟁력 확보 차원이라는 분석이다. 에너지 밀도가 높고 성능이 우수한 삼원계 배터리 라인업은 그대로 유지하고, 상대적으로 가격이 저렴해 인기가 높은 LFP 배터리 시장까지 진출해 미래 먹거리를 확보한다는 것이다.

업계에서는 양극재 1㎏당 LFP 배터리와 삼원계 배터리 가격차가 15배 수준에 달하는 것으로 추정하고 있다.

김현수 하나증권 연구원은 "전기차 시장이 하이엔드 위주에서 미들엔드, 로엔드 시장으로 내려오는 국면에서 가격이 저렴하고 원재료 조달 부담이 적은 LFP 배터리 수요가 크게 늘고 있다"면서 "미국 및 유럽 완성차업체들의 LFP 배터리 니즈 확대와 개발 요청 등에 맞춰 국내 배터리사들이 LFP 배터리 생산을 추진하고 있다"고 말했다.

■'꿈의 배터리' 개발도 성큼

전고체 배터리 개발 경쟁도 심화되고 있다. 국내 배터리사 가운데 전고체 배터리에서 가장 앞선다고 알려진 삼성SDI의 경우 오는 2027년 상업생산이 가능할 것으로 보고 있다. 이와 관련, 삼성SDI는 전고체 배터리 양산을 위해 파일럿 라인의 완공을 앞두고 있다. 하반기부터는 샘플 생산을 시작할 계획이다.

안지우 삼성SDI 그룹장은 최근 SNE리서치의 차세대 배터리 세미나에서 전고체 배터리와 관련해 "2025년 대형 셀 생산기술을 개발해 2027년 대량생산 체계가 마련될 것"이라고 말했다.

SK온은 2028년 상업생산을 목표로 하고 있다. 앞서 SK온은 인터배터리에서 전고체 배터리 시제품의 전 단계인 개발품 모형을 전시하기도 했다. LG에너지솔루션은 전고체 배터리에 대해 2030년 이후 상용화를 목표로 하는 것으로 알려졌다.

배터리 3사는 오는 2025년부터 본격화가 예상되는 폐배터리 리사이클 사업도 적극 추진 중이다.

이런 가운데, 배터리 핵심소재인 양극재 공급사인 포스코퓨처엠은 2025년까지 차세대 양극재인 LFP, NMX, 코발트프리 양극재를 상업화할 계획이다.

남상철 포항산업과학연구원 LIB소재연구그룹장은 이날 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 '차세대 배터리 세미나 2023'에서 "현재 (포스코퓨처엠은) NCM, 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 양극재를 생산하고 있고, (연구소는) 차세대 양극재를 열심히 개발 중"이라고 밝혔다. 포항산업과학연구원은 1987년 포스코가 전액 출연해 설립한 전문연구기관이다. 남 그룹장은 "양극재의 경우 2018년까지 진전이 없다가 그 이후부터 매출과 세일즈 볼륨에서 크게 늘어나는 모습을 보였다"며 "올해 양극재 부문 매출이 급격히 늘것"이라고 했다.