‘차세대 배터리’ 주도권 경쟁 격화… LG엔솔, 리튬메탈전지 핵심기술 확보

제품 성능을 비약적으로 높이는 ‘차세대 배터리’ 주도권 싸움이 치열해지고 있다. 전 세계 전기차 시장 성장세 둔화가 이어지면서 올해 배터리업계에 한파가 몰아칠 것으로 예견되고 있는 가운데 질적 성장으로 돌파구를 모색한다는 전략이다.

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LG에너지솔루션은 미국 배터리 개발 벤처기업 사이온파워에 지분을 투자해 차세대 배터리로 불리는 리튬메탈전지 기술 확보에 나선다고 25일 밝혔다. 양사 간 협의에 따라 지분율과 투자 금액은 공개하지 않았다.

1994년 설립된 사이온파워는 리튬메탈전지의 핵심 기술인 음극 보호층 관련 특허를 비롯해 470여개의 국제 특허를 보유한 업체다.

리튬메탈전지는 기존 리튬이온전지의 흑연 음극재 대신 금속 성분 음극재를 사용한 배터리를 말한다. 단위 당 에너지 밀도가 높아 무게와 부피를 줄일 수 있어 전기차의 주행거리를 대폭 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 기존의 리튬메탈전지는 배터리 사용 과정에서 리튬이 음극 표면에 적체되며 나뭇가지 형태를 띤 결정체를 형성하는 ‘덴드라이트’ 현상이 최대 단점으로 꼽혀왔다. 전지 효율과 수명을 떨어뜨릴뿐 아니라 화재 위험을 높일 수 있는 까닭이다.

음극 보호층 기술은 이같은 덴드라이트 현상을 해결할 수 있어 주목받고 있는 기술분야다. 사이온파워는 이같은 음극 보호층 기술을 적용해 개발된 자사 리튬메탈전지가 크기와 무게는 기존 리튬이온전지와 동일하면서도 저장 가능한 에너지는 1.5배 이상이라고 설명했다.

이번 투자는 LG에너지솔루션이 출자 약정한 기업형 벤처캐피털(CVC)인 LGTV와 사모펀드인 BCM을 통해 진행된다.

LG에너지솔루션 관계자는 “지속적인 신기술·신사업 투자로 새로운 가치와 경쟁력을 창출해 최고의 고객가치를 제공할 것”이라고 말했다.

앞서 LG에너지솔루션은 지난해 말 한국과학기술원(KAIST)과 공동 연구를 거쳐 리튬메탈전지의 주행거리를 기존 리튬이온전지 대비 약 50% 늘리고 충·방전 효율과 수명도 대폭 개선하는 ‘붕산염-피란 기반 액체 전해액’을 세계 최초로 개발했다고 밝히기도 했다.

삼성SDI는 ‘꿈의 배터리’라고 일컬어지는 전고체 배터리 개발에 역량을 집중하고 있다. 전고체 배터리는 기존의 리튬이온 배터리에 적용되는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체해 에너지 밀도를 높이고 화재 위험을 낮춘 것을 말한다.

삼성SDI는 국내 기업 중 가장 먼저 전고체 배터리 개발에 뛰어들어 지난해 3월 수원에 시제품 생산 설비를 구축한데 이어 연말에는 조직개편을 통해 전고체 배터리 전담팀인 ASB사업화 추진팀을 신설했다. 2027년 상용화가 목표다.

SK온도 지난 10일(현지시간) 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 가전·정보기술(IT) 전시회 CES 2024에서 미국의 전고체 배터리 기업 솔리드파워와 기술 이전 협약을 체결하고 본격적인 개발에 나섰다. SK온은 협약에 따라 솔리드파워가 보유한 전고체 배터리 셀 설계 및 파일럿 라인 공정 관련 기술 전부를 연구 개발에 활용할 수 있게 됐다. 이를 바탕으로 내년까지 대전 배터리 연구원에 전고체 배터리 파일럿 라인을 구축한다는 계획이다.

김희리 기자