“더 오래가고 충전 빨라졌다”… SK온, 성능 개선한 배터리 신제품 공개

인터배터리 2024 참가… 오는 6일 개막
충전시간 단축한 SF+배터리 첫선
저온 성능 강화한 윈터프로 LFP 배터리 공개
제네시스 G80 전기차·기아 EV9 전시
ESS 제품 최초 공개… “배터리 포트폴리오 다각화”

SK온 인터배터리 2024 부스 조감도

SK온이 에너지 밀도를 높이면서 충전 시간을 단축한 전기차 배터리를 선보인다. 전기차 주행거리를 늘리면서 충전 성능을 향상시킨 것으로 전기차 사용 편의를 전반적으로 개선했다는 평가다. 기존 하이니켈 배터리를 기반으로 성능을 향상시킨 신제품과 함께 겨울철 배터리 성능을 개선한 리튬인산철(LFP) 배터리 제품도 개발했다.

SK온은 오는 6일 서울 강남구 삼성동 소재 코엑스에서 열리는 국내 최대 배터리 전시회 ‘인터배터리 2024’에 참가해 배터리 신제품을 공개한다고 3일 밝혔다.

지난 2021년 SK온은 18분 만에 배터리 셀 용량 10%에서 80%까지 충전 가능한 SF(Super Fast)배터리를 처음 선보인 바 있다. 니켈 함유량을 높인 삼원계(NCM) 하이니켈 배터리다. 현대자동차 아이오닉5 등에 탑재된 배터리이기도 하다.

이번 인터배터리에서는 성능을 개선한 어드밴스드(Advanced) SF배터리를 처음 공개한다. 어드밴스드 SF배터리는 에너지밀도를 9% 높였지만 충전 시간은 이전과 동일한 수준을 유지한 제품이다. 에너지 밀도가 높은 만큼 저장할 수 있는 에너지가 많아져 주행거리 향상을 기대할 수 있다고 한다.

배터리 충전 속도는 리튬이온 이동 거리와 이동 속도에 따라 결정되는데 일반적으로 에너지 밀도가 높으면 충전 시 음극저항이 높아져 리튬이온 이동 속도가 느려지고 충전 시간이 늘어나게 된다. SK온은 특수 코팅공법을 개발해 음극 저항을 획기적으로 낮추고 음극 정렬 공법을 적용해 리튬이온 이동경로를 단축해 어드밴스드 SF배터리를 완성했다고 설명했다.

SK온 어드밴스드 SF배터리. 에너지 밀도를 높이면서 충전 시간을 기존 SF배터리와 동일한 수준으로 유지한 제품. 기아 EV9에 탑재됐다.

충전 시간을 기존 18분에서 15분 수준으로 단축한 SF+배터리도 이번에 공개한다. SK온만의 이중 레이어 구조에 고용량 실리콘과 저저항 흑연을 배치해 리튬이온 이동 거리를 줄이고 이동 속도를 높인 것이 특징이라고 소개했다. 고용량인 실리콘은 이동 거리를, 저항이 작은 흑연은 이동 속도를 각각 개선하는 역할을 한다.

LFP 배터리 신기술도 눈여겨 볼만하다. 저온에서 성능이 저하되는 LFP 배터리 단점을 개선한 ‘윈터프로(Winter Pro) LFP 배터리’를 선보인다. SK온에 따르면 통상 LFP 배터리를 탑재한 전기차는 영하 20도 이하 저온에서 주행가능거리가 50~70%가량 감소하고 충전 성능도 급격히 떨어진다. 원터프로 LFP 배터리는 에너지 밀도를 19%가량 높여 충전 및 방전 용량을 기존 LFP 배터리 대비 각각 16%, 10%씩 늘려 저온 환경에서의 단점을 개선한 제품이다.

SK온은 이번 인터배터리 전시 주제를 ‘스피드온(Speed On)’으로 설정했다. 2022년 시장 진출을 의미하는 ‘파워온’과 2023년 확장과 발전에 중점을 둔 ‘무브온’ 슬로건에 이어 성장을 가속화한다는 취지로 스피드온을 채택했다고 한다. 부스는 4개 구역으로 구분했다.

SK온 배터리를 채택한 차량 미니어처들이 늘어선 런웨이를 따라 가면 ‘글로벌온’ 구역이 나온다. 구(球) 모양 LED(미디어오브)를 마주하게 되며 미디어오브의 버튼을 누르면 SK온의 글로벌 사이트 위치와 정보를 확인할 수 있도록 했다. 그 뒤에 펼쳐진 대형 LED월(Wall)에서는 글로벌 사이트 관련 영상이 상영된다. 다음으로는 비수세 공법 등 SK온 하이니켈 배터리 양극 활물질 제조 기술을 소개하는 ‘혁신기술’ 구역을 마련했다. SK온은 물 대신 전용 코팅물질을 사용하는 독자적인 비수세 공정으로 활물질 제조 시 양극의 성능 저하를 최소화한다. 양극 활물질은 배터리 양극에서 리튬이온을 갖고 있다가 배터리를 충전할 때 음극으로 리튬이온을 전달시키는 물질을 말한다.

SK온 인터배터리 2024 부스 조감도

세 번째 ‘적용’ 구역에는 SK온 배터리가 장착된 실물차량을 배치했다. 제네시스 G80 전기차 버전인 G80 일렉트리파이드와 기아 EV9이 전시된다. 각각 SK온이 공급한 SF배터리와 어드밴스드 SF배터리가 적용된 전기차다. 에너지저장장치(ESS)도 이번에 처음으로 선보인다. ESS 모듈을 직·병렬로 이은 차세대 DC블록을 10분의1 크기 모형으로 전시한다. 출력과 충전량, 고장 여부 등 개별 셀 및 모듈의 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 했다. 국내 업체 중에서는 처음으로 북미에서 ESS 화재안전 인증을 받은 열 확산 방지 솔루션과 셀 간 온도차를 최소화하고 충·방전 효율을 높인 수냉식(Liquid Cooling) 등 차세대 ESS 안전기술을 제시한다.

네 번째 구역은 ‘배터리 포트폴리오 다각화’ 전시관으로 운영한다. SK온의 폼팩터와 케미스트리(양극재 및 음극재 소재) 다변화 전략을 통해 안정적인 공급망을 강조한다. SF+배터리와 윈터프로 LFP 배터리 등 성능 개량 신제품을 비롯해 각형 배터리와 전고체 배터리까지 다양한 포트폴리오를 확인할 수 있도록 했다.

SK온 관계자는 “SK온 전시관에서 글로벌 최고수준 배터리 기술력을 체험할 수 있을 것”이라며 “앞으로도 끊임없는 혁신기술 개발과 포트폴리오 다변화를 통해 다양한 고객사 요구에 부응해 나갈 것”이라고 말했다.

김민범 동아닷컴 기자 mbkim@donga.com