현대차·기아, 고성능 배터리 개발…中과 격차 더 벌린다

현대차그룹의 반격
(下) '울트라 하이니켈'로 프리미엄 시장 선점
니켈 비중 90% 넘는 배터리
엘앤에프 등과 공동개발 진행
1회 충전으로 최대 700km 주행
중·저가 제품, 셀사와 협력하고
프리미엄 배터리는 '내재화'

현대자동차그룹이 국내 양극재사와 한 번에 600㎞ 이상 주행할 수 있는 프리미엄 배터리 개발에 나선 것으로 확인됐다. 배터리 분야에서 거의 유일하게 중국에 앞서있는 삼원계 배터리 기술을 고도화해 프리미엄 전기차 분야에서 확실한 우위를 점하겠다는 것이다. 중저가 배터리는 국내 배터리 3사와 공동 개발해 가격을 낮추고, 프리미엄 배터리는 자체 기술을 확보해 품질 경쟁력을 높인다는 계획이다.

 ◇양극재사와 개발 돌입

1일 배터리 업계에 따르면 현대차그룹은 양극재 회사인 엘앤에프와 포스코퓨처엠, 에코프로 등과 니켈 비중이 90% 이상인 울트라 하이니켈 배터리 개발에 돌입했다. 울트라 하이니켈 배터리는 삼원계 배터리의 주류인 하이니켈 대비 주행거리가 10% 이상 긴 차세대 배터리다.

차종에 따라 다르지만 한 번 충전으로 500~700㎞ 운행이 가능하다. 다만 에너지밀도를 극한으로 끌어올렸기 때문에 화재 위험성이 높고 수명 관리가 어려워 고도의 기술력이 필요하다. 아직 양산에 성공한 배터리·완성차 회사가 없는 이유다.

엘앤에프는 니켈 비중을 92% 이상으로 높인 상황에서 최고의 성능을 낼 수 있도록 다양한 조건에서 테스트를 진행하고 있다. 포스코퓨처엠과는 울트라 하이니켈 배터리 개발을 위한 양극재뿐 아니라 고성능 음극재 공동 개발도 진행 중인 것으로 알려졌다. 이를 위해 현대차그룹과 포스코그룹은 지난해 4월 2차전지 분야 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결한 바 있다.

업계에선 해당 배터리가 현대차의 프리미엄 전기차 라인인 ‘N 시리즈’와 제네시스 마그마 등에 탑재될 가능성이 있는 것으로 보고 있다. 현대차그룹은 올해 말 완공 예정인 미래 모빌리티 배터리 안성 캠퍼스에서 고성능 배터리 개발을 이어갈 예정이다. 안성 캠퍼스는 전기차와 로봇 등에 필요한 배터리를 개발하는 거점이다.

다만 현대차가 배터리 기술을 내재화해도 SK온 등 셀 제조업체로부터 조달하는 배터리 규모는 줄지 않을 전망이다. 업계 관계자는 “미국 테슬라처럼 일부 물량을 자체 생산하면서, 이를 지렛대 삼아 배터리 셀 업체의 납품단가를 낮출 수 있다”고 말했다.

 ◇배터리 최적화 노하우 얻어

업계에선 현대차그룹이 고성능 배터리를 자체 생산할 수 있는 수준의 연구개발(R&D) 역량과 공정 기술력을 갖춘 것으로 파악하고 있다.

경기 의왕연구소 등을 중심으로 10년 넘게 배터리를 연구해왔고 서울대와 ‘배터리 공동연구센터’도 운영 중이다. 휴머노이드 시대에 꼭 필요한 전고체 배터리 기술 수준도 배터리 3사와 비슷한 것으로 알려졌다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용해 안전성과 에너지 밀도를 높인 ‘꿈의 배터리’로 꼽힌다.

임은영 삼성증권 연구원은 “내년 안성 캠퍼스에서 고성능 배터리 기술을 쌓은 뒤 2030년께 전고체 배터리 생산에 들어갈 전망”이라며 “전고체 전용 플랫폼을 활용한 차량과 휴머노이드가 나올 것”이라고 내다봤다.

울트라 하이니켈 개발에 성공하면 현대차의 품질 경쟁력과 가격 협상력이 한 단계 뛸 것이란 전망이 나온다. 배터리 내재화는 글로벌 자동차 업계의 숙원이다. 배터리와 전기차를 한 묶음으로 설계·생산할 경우 각종 비용이 줄어들 뿐 아니라 각각의 차에 맞게 배터리를 최적화하는 노하우도 손에 쥘 수 있어서다.

중국 비야디(BYD)가 대표적이다. 배터리와 전기차를 동시에 생산하는 BYD는 모든 배터리 소재를 한 번에 포장하는 ‘셀투팩’(CTP)과 차체, 배터리팩을 일체화하는 ‘셀투섀시’(CTC) 등의 신기술로 리튬인산철(LFP) 배터리 혁신을 이뤄냈다.

김우섭/정상원 기자 duter@hankyung.com