LG엔솔·삼성SDI·SK온 "차세대 배터리를 잡아라"

LG에너지솔루션 폴란드 브로츠와프 공장. LG에너지솔루션 제공.

LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온이 차세대 배터리의 기술 개발을 두고 각축전을 펼치고 있다. LG에너지솔루션은 차세대 배터리 중 흑연 대신 리튬 금속을 음극재로 사용한 리튬메탈배터리를, 삼성SDI와 SK온은 전해질을 고체로 바꾼 전고체 배터리의 기술 개발에 역량을 집중하는 모양새다.

25일 배터리 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 미국 애리조나 소재 사이온 파워에 지분 투자를 하고 차세대 리튬메탈배터리 개발을 위한 기술 협력을 하기로 했다. 양사간 협의에 따라 구체적인 지분율과 투자금액은 공개하지 않았다.

리튬메탈배터리는 기존 리튬이온전지의 흑연 음극재 대신 금속 성분 음극재를 사용해 단위당 에너지밀도가 높아 무게와 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다.

사이온 파워는 1994년에 설립된 차세대 배터리 기술 개발 벤처기업이다. 리튬메탈배터리 분야를 선도하고 있다는 평가를 받는다. 리튬메탈배터리의 핵심인 음극 보호층 관련 특허를 비롯해 470여개의 국제 특허를 보유하고 있다.

음극 보호층 기술은 리튬메탈전지 개발의 대표적 난제인 '덴드라이트' 현상을 해결할 수 있어 주목받는 기술 분야다. 덴드라이트는 음극 표면에 나뭇가지 형태의 결정체가 쌓이는 현상으로 배터리의 에너지 효율을 떨어뜨리고, 분리막까지 손상시킬 수 있다.

사이온파워의 리튬메탈배터리는 덴트라이트를 해결할 수 있는 기술을 바탕으로 개발한 만큼, 크기와 무게가 기존 리튬이온배터리와 동일해도 저장할 수 있는 에너지는 1.5배 이상으로 알려졌다. 이번 투자로 LG에너지솔루션은 리튬메탈배터리의 조기 제품화와 특허 확보를 이룰 것으로 예상된다.

LG에너지솔루션 관계자는 "이번 투자는 배터리 산업의 차세대 기술 주도권을 확고히 하기 위한 전략적 투자"라며 "지속적인 신기술·신사업 투자로 새로운 가치와 경쟁력을 창출해 최고의 고객가치를 제공할 것"이라고 말했다.

삼성SDI와 SK온의 경우 '전고체 배터리' 기술 선점에 연초부터 사활을 걸고 있다. 전고체 배터리는 차세대 배터리 중 하나로 전해질을 액체가 아닌 고체를 사용해 폭발 위험이 적고 차량의 경량과 주행거리의 향상을 기대할 수 있는 차세대 배터리로 꼽힌다.

삼성SDI는 지난해 조직개편을 통해 중대형전지사업부 직속으로 전고체 배터리 전담조직인인 'ASB(All Solid Battery) 사업화 추진팀'을 신설했다. 현재 관련 인재 확보를 위해 전고체 배터리 개발 수행 업무 등을 하는 경력사원의 채용 절차를 진행 중이다.

삼성SDI는 지난해 3월 수원 SDI연구소에 국내 최초로 전고체 배터리 파일럿 라인인 'S라인' 구축을 완료하고, 6월부터 시제품 생산을 시작으로 하반기부터 고객에게 납품하는 샘플을 생산했다. 2027년 상용화를 목표로 하고 있다.

SK온은 지난 10일 미국 라스베이거스 컨벤션센터에서 미국 전고체 배터리 기업인 솔리드파워와 기술 이전 협약을 체결했다. 이 협약으로 SK온은 솔리드파워가 보유한 전고체 배터리 셀 설계와 파일럿 라인 공정 관련 기술 전부를 연구개발에 활용할 수 있게 됐다.

솔리드파워는 SK온에 황화물계 고체 전해질을 공급하고 안정성과 성능이 뛰어난 전고체배터리 개발을 도울 예정이다. SK온은 2026년 초기 단계의 시제품을 생산하고 2028년 상용화하는 것이 목표다.

박한나기자 park27@dt.co.kr