LG엔솔·삼성SDI, 수익성 부담 속 ESS·차세대 배터리 투자 지속

LG엔솔 7259억·삼성SDI 8586억원, 상반기 R&D 투자 확대
중저가 배터리부터 전고체·소듐이온까지 제품 개발 강화
ESS 수주 성과 이어 휴머노이드·로보빌리티 수요 대응

인터배터리 2026에서 선보인 삼성SDI 전고체 배터리 샘플. /삼성SDI

LG에너지솔루션과 삼성SDI가 수익성 부담에도 미래 기술 투자를 늘렸다. 중국 업체의 저가 공세에 대응할 중저가 배터리부터 프리미엄 전기차와 에너지저장장치(ESS), 향후 성장이 예상되는 휴머노이드·로보빌리티용 제품까지 개발하면서 시장별 요구에 맞춰 가격 경쟁력과 에너지밀도, 안전성을 높이는 데 연구 역량을 집중하고 있다.

20일 업계에 따르면 LG에너지솔루션의 올해 상반기 연구개발비는 7259억원으로 전년 동기(6204억원) 대비 17.0% 증가했다. 상반기 기준 역대 최대 규모로 매출액 대비 연구개발비 비중은 5.1%를 기록했다.

LG에너지솔루션은 하이니켈 양극재와 급속충전 음극재를 통해 고용량·급속충전 성능을 높이는 동시에 리튬인산철(LFP)·리튬망간리치(LMR) 양극재로 중저가 제품군을 보강하고 있다. 고온 내구성과 급속충전 성능을 높인 전해질, 난연·고내열 분리막 등 안전성 관련 소재도 개발 중이다. 차세대 기술로는 건식전극과 전고체·바이폴라·소듐이온 전지를 연구하고 있다.

삼성SDI도 연구개발 지출을 큰 폭으로 늘렸다. 올해 상반기 연구개발비는 8586억원으로 전년 동기(7044억원) 대비 21.9% 증가했다. 매출액에서 연구개발비가 차지하는 비중도 11.7%로 전년 동기(11.1%)보다 0.6%포인트 상승했다.

삼성SDI는 46파이 원통형 배터리와 고안전성 각형 배터리, LFP 배터리로 전기차·ESS 제품군을 보강하고 전고체·소듐이온 배터리 연구를 이어가고 있다. 배터리 수명과 안전성을 사전에 예측하는 기술과 새로운 소재·전극·공정도 개발하고 있다.

두 기업이 연구개발 투자를 이어가는 배경에는 중국 업체와의 기술·가격 경쟁이 있다. 중국 업체들은 가격 경쟁력을 앞세워 중저가 전기차용 LFP 배터리 시장을 주도하고 있다.

이 같은 경쟁 속에서 연구개발 성과가 가장 빠르게 사업으로 이어지는 분야는 ESS다. LFP 중심의 ESS는 가격 경쟁력뿐 아니라 장기간 사용할 수 있는 수명과 안전성을 함께 높이는 기술이 중요하다. 미국에서는 신재생에너지와 AI 데이터센터용 전력 수요가 늘어나는 가운데 대중국 관세·공급망 규제까지 강화되면서 국내 기업의 제품 개발이 수주로 연결되고 있다.

LG에너지솔루션의 상반기 ESS 매출은 전년 동기 대비 4.6배 증가했으며 AI 데이터센터용 프로젝트를 포함해 3조원 이상의 신규 수주를 확보했다. 삼성SDI도 올해 3월 미국 에너지 기업과 1조5000억원 규모의 ESS용 각형 배터리 공급계약을 체결했으며 국내 차세대 배전망 ESS 사업에서도 수주 성과를 냈다.

ESS가 연구개발 투자를 단기간에 매출과 수주로 연결할 수 있는 시장이라면 휴머노이드·로보빌리티는 중장기 고성능 배터리 수요처로 꼽힌다. 아직 시장 형성 초기지만 업계에서는 향후 3∼4년 안에 관련 수요가 가시화할 것으로 보고 있다. 제한된 공간에 배터리를 탑재해야 하는 만큼 작은 부피와 가벼운 무게로 높은 출력을 낼 수 있는 하이니켈 NCM과 전고체 배터리의 활용 가능성이 크다는 평가다.

업계 한 관계자는 "중저가 전기차용 LFP 시장에서는 중국을 따라가기 쉽지 않지만 국내 기업들은 하이니켈 NCM을 기반으로 한 고에너지밀도 배터리에서 경쟁력을 갖추고 있다"며 "프리미엄 전기차와 ESS, 휴머노이드 등 강점을 살릴 수 있는 분야를 중심으로 연구개발 투자를 확대해야 한다"고 말했다.