가볍게, 빠르게, 혁신적으로…K배터리 기술력 선보여

국내 최대 배터리 전시회 ‘인터배터리 2024’는 다양한 배터리 기술력과 이차전지 광물 소재 실물들이 관람객의 눈길을 끌었다. 대형 트럭부터 전동휠체어, 드론까지 배터리를 탑재한 각종 모빌리티 등은 미래 모습을 엿볼 수 있게 했다.

올해 12번째를 맞는 인터배터리가 6일 서울 강남구 코엑스에서 개막했다. 올해는 역대 최대 규모인 579개 기업·기관이 참여해 배터리 기술의 현재와 미래를 선보였다.

국내 배터리 3사인 LG에너지솔루션과 삼성SDI, SK온은 나란히 부스를 차렸다. 

6일 오후 서울 강남구 코엑스에서 열린 인터배터리 2024를 찾은 관람객들이 국내외 기업의 배터리 제품 등 전시품을 관람하고 있다. 뉴스1

◆무게 줄인 LG엔솔 ‘파우치형 셀투팩’

LG엔솔은 에너지밀도 높이고 무게·비용 줄인 ‘파우치형 셀투팩’(CTP·Cell to Pack)을 최초로 공개했다. 셀투팩은 ‘셀→모듈→팩’의 단계로 제조되었던 기존 방식에서 중간 모듈 단계를 생략하고 바로 ‘셀→팩’ 구조로 배터리를 제조하는 기술로, 최근 전기차 배터리 시장에서 주목받고 있는 첨단 팩 디자인이다. 이렇게 하면 팩 안에 더 많은 셀을 탑재할 수 있어 에너지밀도가 늘어나 전기차 주행거리를 늘릴 수 있다. 배터리 무게도 줄였다. 

전시장에는 셀투팩 적용 배터리를 장착한 실제 자동차의 하단 뼈대를 제작해 선보였다. 

차세대배터리로는 전고체 배터리(고분자계·황화물계)와 리튬메탈배터리, 리튬황배터리를 소개했다. 

LG엔솔 전시장에는 배터리의 다양한 활용도도 보여줬다. 이스즈(ISUZU)의 첫 전기차인 엘프(ELF) mio EV 트럭이 한쪽에 자리하고 있었다. 전기스쿠터와 접이식 전동 체어도 전시됐다. LG엔솔은 로봇, 드론, 위성 등에도 배터리를 활용한다고 소개했다.

LG에너지솔루션 부스를 찾은 관람객들이 배터리 제품 등 전시품을 관람하고 있다. 뉴스1

김동명 LG엔솔 사장은 “완성차 업체와 파우치형 셀투팩 공급 계약을 논의 중”이라고 전했다. 전고체 배터리 샘플 개발 시점에 대해서는 “준비하고 있는데, 미래 기술이다 보니까 완성도가 높고 실제 적용할 수 있는 제품을 준비하고 있다”며 “시간이 걸려도 제대로 된 것을 내려고 한다”고 말해다.

◆삼성SDI “혁신기술로 전고체배터리 선도”

삼성SDI 전시장에는 볼보의 대형 전기 트럭 ‘FH일렉트릭’이 시선을 끌었다. 총중량 40t급의 대형 트럭으로, 1회 충전으로 약 300㎞를 주행할 수 있다고 한다. 배터리 용량은 최대 540㎾h로, 급속 충전 시 1시간 30분 내 80%까지 충전이 가능하다는 설명이다.

삼성SDI는 이날 차세대 배터리인 전고체배터리 양산 계획을 공개했다. 업계 최고 에너지밀도인 900Wh/L를 올해부터 2026년까지 고객과 협의를 거쳐 A·B·C 샘플을 제작해 제공하고, 2027년부터는 ABS 양산을 본격 시작한다는 계획이다.

1단계로는 셀 대형화와 생산 공정 결정, 배터리 검증, 자재 생산 규모 확장을, 2단계로는 성능 개선과 양산라인 세트업, 팩·전기차(EV) 검증, 전 고체 자재 대량 양산 등을 거칠 예정이다. 

삼성 SDI 부스를 찾은 관람객들이 전기 트럭을 살펴보고 있다. 뉴스1

동종업계 전고체배터리가 음극재로 리튬금속을 사용하는 것과 달리, 삼성SDI는 리튬금속 없이 덴드라이트(dendrite·나뭇가지 모양 결정체) 형성을 억제하는 기능층을 탑재해 공간 효율성과 안전성, 에너지밀도, 사이클 수명을 개선했다는 설명이다. 

삼성SDI는 높은 에너지밀도에 빠른 충전 속도까지 갖춘 하이니켈 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 46파이(지름 46㎜) 원통형 배터리의 양산 준비를 올해 12월까지 완료하겠다는 계획도 제시했다.

최윤호 삼성SDI 대표이사 사장은 “양산은 2025년 초면 충분히 할 수 있다”며 “고객에 따라 양산 시기를 조절해 진행하겠다”고 말했다. 

◆SK온 배터리 10%→80% 18분 만에 급속 충전  

SK온은 급속 충전 시간을 줄인 어드밴스드 SF(Super Fast) 배터리를 중심으로 소개했다. 어드밴스드 SF 배터리는 SK온이 2021년 선보인 기존 SF 배터리보다 에너지밀도는 9% 높이면서도 급속 충전 시간은 유지한 제품이다. 배터리 용량 10%에서 80%까지 18분 만에 충전이 가능하다. 1회 충전 시 주행거리가 최장 501㎞ 수준이다. 

SK온은 어드밴스드 SF 배터리를 탑재한 기아의 대형 전기 스포츠유틸리티차(SUV) EV9을 배터리 제품과 함께 전시했다. 

6일 서울 강남구 코엑스에서 열린 2024 인터배터리(INTER BATTERY)에서 개막식을 마친 강경성 산업부 1차관, 한국배터리산업협회장인 LG에너지솔루션 김동명 대표, 이석희 SK온 사장, 최윤호 삼성SDI 대표이사를 비롯한 배터리 업체 대표 등이 SK온 부스를 찾아 관계자의 설명을 듣고 있다. 연합뉴스

SK온은 황화물계 고체배터리 공급계획도 밝혔다. 솔리드파워와 협력해 2025년까지 황화물계 고체배터리 파일럿 라인 구축을 완료하고, 60Ah 이상 EV 스케일의 셀을 연간 최대 3만개 생산할 계획이다. 전고체배터리 상용화 시기는 2029년으로 제시했다. 

이와 함께 급속 충전 시간을 18분에서 15분으로 단축한 SF+, 겨울철 저온에서 주행거리가 줄어드는 기존 리튬인산철(LFP) 배터리를 개선한 ‘윈터 프로 LFP’ 등 차세대배터리도 공개했다.

이석희 SK온 사장은 “내부적으로 리튬인산철(LFP) 배터리 개발이 완료됐고, 고객과 구체적인 협의가 완료되면 2026년쯤양산을 할 수 있을 것”이라며 “LFP 배터리는 중저가 자동차를 대상으로 해서 시장이 일정 부분 확대될 것으로 예상한다”고 전했다. 

◆포스코그룹 참가…밸류체인 한눈에

포스코는 그룹 차원에서 인터배터리 2024에 참여해 이차전지 소재사업 전체 밸류체인을 소개했다. 지난해까지는 포스코퓨터엠만 참가했다. 전시장 정면에는 밸류체인의 구성과 흐름을 한눈에 볼 수 있는 대형 모형을 설치했다.

차세대소재 계획도 밝혔다. 자체 개발과 외부협력을 통해 2025년 리튬메탈음극 PP 공정을 구축하고, 2027년에는 고체전해질 2단계 공장을 준공한다. 2029년에는 고체전해질 3단계 공장 준공 예정이다.

2024 인터배터리(INTER BATTERY) 포스코 부스에서 관람객들이 배터리 생산 과정 전시물을 살펴보고 있다. 연합뉴스

김준형 포스코홀딩스 친환경미래소재총괄은 “올해 그룹에서 제일 주력하는 것은 리튬”이라며 “3월에 첫 제품이 나오기 시작했고, 지금 랩업(마무리) 단계”라고 말했다. 이어 “이차전지 투자를 지속해서 밀고 나가서 앞으로 미래 성장 산업으로 가져가겠다는 것에 큰 방점을 두고 있다”고 덧붙였다.

이진경 기자 ljin@segye.com