LG에너지솔루션, 올 상반기 R&D에 역대 최대 투자… 미래 시장 선점 ‘광폭 행보’

LG에너지솔루션이 전기차 캐즘(chasm·일시적 수요 둔화) 등 여러 악재 속에서도 미래 배터리 시장 선점을 위한 기술 개발 속도를 높이고 있다.

LG에너지솔루션 연구원이 대전기술연구원에서 건식전극을 살펴보고 있다. /LG에너지솔루션 제공

28일 배터리 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 올해 상반기에 연구개발(R&D) 비용으로 7259억원을 투입했다. 이는 반기 기준 사상 최대치인 금액에 해당된다.

특허 수도 크게 늘어나고 있다. LG에너지솔루션은 등록 기준 6만2140건, 출원 기준 10만5350건을 기록하며 전세계 배터리 업체 중 가장 많은 특허 수를 보유 중이다.

LG에너지솔루션이 보유한 대표적인 차세대 배터리 기술은 전고체 배터리다. 전고체 배터리는 액체 전해질을 고체 전해질로 바꾼 배터리로 양극과 음극이 접촉하며 발생하는 위험을 줄이고 외부 충격에도 형태를 유지할 수 있어 안전성을 극대화할 수 있는 기술이다.

‘흑연계 전고체’는 LG에너지솔루션이 강점을 가진 기술로 2029년 전기차용으로 음극재 없이 집전체만을 활용해 부피당 에너지 밀도를 극대화할 수 있다. 또 ‘무음극계 전고체’ 휴머노이드 로봇과 도심항공(UAM)으로 2030년 상용화하는 배터리 개발 로드맵을 발표하며 시장 특성에 맞춰 기술 방식을 차별화하는 전략을 펴는 중이다.

LG에너지솔루션은 높은 제조 비용과 공정의 복잡성 등을 해결하기 위해 ‘건식전극’ 기술을 전면에 내세웠다. 유기용매 건조 공정을 생략하는 건식 공법은 설비 투자비와 공정 비용을 획기적으로 낮출 수 있을 뿐 아니라, 제조 시간과 공간 효율성 측면에서도 배터리 생산 전반의 혁신을 이끌 차세대 공법으로 평가받고 있다.

LG에너지솔루션은 건식전극 관련 특허를 전 세계에 450건 이상 출원하며 기술 격차를 벌리고 있다. 양산급 건식전극 제조의 핵심인 ‘건식전극 섬유화도 및 인장 강도 개선 기술’ 등 핵심 특허를 보유하고 있으며, 활물질 입자 크기와 상관없이 양극과 음극 모두 적용 가능한 기술력도 확보했다.

소듐 배터리도 LG에너지솔루션이 집중하고 있는 기술이다. 이 배터리는 리튬 이온 대신 소듐을 사용해 전기를 저장하고 방출한다. 원재료 조달과 비용 측면에서 유리해 가격 경쟁력이 높고, 저온 출력이 뛰어난 것으로 알려져 있다. LG에너지솔루션은 지난해 발표한 로드맵을 통해 소듐 배터리를 전장용 12V·24V 납축 배터리와 에너지저장장치(ESS), 소형 전기차 등에 적용해 나갈 계획이라고 밝혔다.

각형 LMR(리튬망간리치) 배터리도 최근 주목을 받는 기술이다. 이 배터리는 코발트 함량을 대폭 줄여 원가 경쟁력을 높이면서도 에너지 밀도를 끌어올릴 수 있는 장점을 갖췄다. LG에너지솔루션은 일찍부터 LMR 양극과 실리콘 음극 조합 기술의 가능성에 주목해 선제적으로 특허 기반을 구축해왔다.

소재 및 공정 전반에서의 경쟁력도 확보하고 있다. LG에너지솔루션은 지난해 11월 전 세계 최초로 리튬이온 배터리용 액화 기체 전해질을 개발한 미국 스타트업 사우스8 테크놀로지스(이하 사우스8)와 항공우주용 배터리 셀 연구 개발을 위한 전략적 파트너십’을 체결, 영하 60도 초저온 극한 환경에서도 작동 가능한 우주용 차세대 배터리를 공동 개발하기로 했다.

지난해 9월에는 LG에너지솔루션과 KAIST가 공동으로 연구를 진행하고 있는 FRL 연구팀에서 1회 충전에 800km 이상 주행, 누적 주행거리 30만km 이상의 수명을 확보하면서 충전 시간을 12분까지 단축할 수 있는 리튬메탈전지 연구 결과를 세계적인 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’에 게재했다. 10월에는 포스텍, 성균관대와의 공동 연구를 통해 리튬이온전지의 저온 성능과 열안전성을 동시에 개선할 수 있는 전해질 핵심 기술을 개발하기도 했다

LG에너지솔루션 관계자는 “차별화된 기술 리더십 확보를 위해 R&D 투자를 지속적으로 확대해 나가고 있다”며 “단순히 새로운 기술을 개발하는 데서 그치는 것이 아니라 실제 배터리 산업의 저변을 넓힐 수 있는 높은 양산성과 완성도를 갖춘 기술을 선보일 것”이라고 말했다.

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