전기차도 가성비, K배터리의 ‘한국형 LFP’ 빛 보나[오경진 기자의 전기차 오디세이]

K배터리 3사, 중국 전유물 LFP 시장 진출
시제품 공개 SK온·삼성SDI “우리도 개발 중”
1년 전 “LFP 시장, 한계 분명할 것” 얕봤지만
에너지 밀도, 출력 등 품질 개선으로 대세 등극

SK온 LFP 배터리 - 15일 오전 서울 강남구 코엑스에서 열린 배터리 산업 전시회 ‘인터배터리 2023’에서 참관객들이 SK온 부스에 전시된 ‘LFP 배터리’ 제품을 보고 있다. 연합뉴스

한국은 삼원계(NCM), 중국은 리튬인산철(LFP). 세계 배터리 산업에서 그동안 어느 정도 통해왔던 공식이다. 최근 분위기가 조금 달라지고 있다. 국내 배터리 3사가 중국의 전유물로만 여겨졌던 LFP를 언급하는 일이 부쩍 잦아진 것이다. 일단 운은 띄웠지만, 속내는 복잡하다. 과연 ‘한국형 LFP’는 무사히 시장에 나올 수 있을까.

2일 업계에 따르면 시제품까지 선보이며 가장 직접적으로 전기차용 LFP 개발을 공언한 곳은 국내 3사 중 후발주자로 꼽히는 SK온이다. 지난달 배터리 산업 전시회인 ‘인터배터리’에서 “저온 주행거리가 떨어지는 LFP의 단점을 극복했다”며 관련 제품을 전시했다.

삼성SDI도 주주총회 직후 쏟아지는 기자들의 질문에 최윤호 사장이 직접 “LFP도 중요한 제품이고, 열심히 준비하고 있다”며 개발을 공식화했다. 지금까지는 에너지저장장치(ESS)에 쓰이는 LFP 개발만을 공식화한 LG에너지솔루션도 테슬라 등 주요 고객들과 협의하고 있으며, 조만간 전기차용 LFP 시장에도 진출을 선언할 것이라는 이야기가 업계에서 흘러나오고 있다.

불과 1년 전과는 완전히 달라진 분위기다. 지난해 닝더스다이(CATL) 등 중국 업체가 LFP를 앞세워 세계 시장 점유율을 장악하기 시작했을 때도 국내에서는 “출력과 에너지 밀도가 낮아 상품성에 한계가 있을 것”이라고 봤다. 현재 집중하고 있는 삼원계 배터리보다 한두 단계 아래쯤으로 생각한 것이다. 당시 한 업계 관계자는 “못 하는 게 아니라 안 하는 것”이라고도 했었다. 어려운 기술이 아니라서, 만약 개발하더라도 금방 중국을 따라잡을 수 있다는 자신감의 표현이다.

분위기가 반전된 가장 큰 이유는 LFP의 최대 장점인 ‘가격’ 때문이다. 예상보다 빠르게 전개된 전동화 전환에 더해 인플레이션 등 세계적으로 불확실한 경제 상황이 겹치면서 시장에서는 ‘저렴한 전기차’에 대한 수요가 급격히 높아졌다. 지난해만 해도 업계는 삼원계를 바탕으로 코발트 대신 망간의 비중을 높이는 ‘고망간 배터리’로 가격 경쟁에 뛰어들려고 했으나, 이미 시장성이 충분한 LFP를 개발하는 것이 훨씬 더 효율적이라고 판단한 것으로 보인다. 인산이나 철 등 LFP에 사용되는 원자재가 코발트 등 삼원계에 쓰이는 것보다 더 흔하게 찾을 수 있는 만큼 가격 변동성도 적다.

결국 시장의 변화를 실험실이 따라가지 못한 것이다. 한 업계 관계자는 “LFP 시장이 성장하는 속도가 한국 배터리 업계의 예상보다 빨랐고, 기존 삼원계를 개선하는 쪽으로는 테슬라처럼 당장 전기차 가격을 낮추고 싶어 하는 완성차 회사들의 요구를 맞추기 쉽지 않았다”고 말했다.

기술의 개선도 괄목할 만한 수준이었다. 가격이 싼 대신 품질이 뒤처졌던, 예전의 LFP가 더 이상 아니라는 게 업계의 평가다. 이안나 유안타증권 연구원은 최근 보고서를 통해 “올해 기준 LFP 셀 에너지 밀도는 ㎏당 230Wh까지 올라왔으며, 내년에는 260Wh 수준도 기대해볼 수 있다”고 전했다. 불과 1~2년 전 각 업체가 밝혔던 LFP의 에너지 밀도는 ㎏당 140~160Wh 수준이었던 것에 비해 가파른 개선세다.

미국과 중국의 패권 다툼이라는 정치적인 이유도 있다. 세계 최대 전기차 시장으로 떠오르는 미국은 최근 인플레이션 감축법(IRA) 등 보조금 제외 등의 방식으로 중국산 배터리 사용을 견제하고 있다. 그러나 테슬라, 포드 등 미국 주요 완성차 회사들이 가격을 낮출 방안으로 LFP를 유심히 들여다보기 시작하면서 스텝이 꼬였다. LFP 기술로는 중국이 세계 최대 강국이라는 점을 간과한 것이다.

이런 빈틈을 노리고 CATL이 포드와 손잡고 미국 시장 진출을 타진한 것도 같은 맥락에서 비롯된다. 결국 배터리 산업에서 중국의 유일한 대안인 한국이 LFP를 개발할 필요가 생긴 것이다. 특히 LG에너지솔루션의 경우 각형 LFP만 만들고 있는 CATL의 한계를 넘어 파우치형, 원통형 등 다양한 폼팩터로도 LFP 배터리를 구현하는 방안을 타진 중인 것으로 전해진다.

언급하는 것은 잦아졌으나, 그렇다고 한국 배터리 3사가 LFP 개발에 사활을 거는 정도까지는 아닌 것으로 보인다. 일단 이제 시제품이 나온 만큼 실제 수주하기까지는 2~3년 정도가 더 필요하고 그때 시장의 분위기가 어떻게 바뀔지 장담할 수 없어서다. 삼원계의 가격을 낮춰서 대응하겠다는 전략도 아예 그만둔 상황도 아니다.

또 다른 관계자는 “일단 기술력은 충분하고 다양한 고객의 포트폴리오에 대응할 수 있도록 준비하자는 느낌이 강하다”면서 “현재 대세라는 점은 부인할 수 없겠지만, 그렇다고 (LFP가) 완전히 프리미엄 수준까지 올라올지, 이런 성장세를 계속 유지할 수 있을지는 미지수”라고 말했다.

오경진 기자