글로벌 배터리기업의 차세대 기술 각축전인 국제 베터리 전시회 '인터배터리2024'가 6일 오전 서울 코엑스에서 개막, 사흘간의 열전에 들어갔다.
'인터배터리2024'는 시기적으로 한국, 미국, 중국, 일본, 유럽 등 주요국간에 배터리 공급망 재편과 첨단기술 개발 경쟁이 갈수록 심화하고 있는 와중에 열려 주목된다.
올해로 12번째를 맞이한 이번 전시회엔 특히 글로벌 배터리 기술을 선도하고 있는 LG에너지솔루션(LG엔솔), 삼성SDI, SK온 등 K배터리 3사가 개발중인 차세대 배터리를 대거 공개, 전세계의 이목을 집중시키고 있다.
◆LG, 파우치형 셀투팩 기술 최초로 공개해 주목
전기차와 모바일기기에 대거 탑재되는 배터리는 양적으로 중국이 세계 최강이지만, 기술면에선 우리나라가 글로벌 리더국이다. 그런만큼 세계 각국의 배터리 및 관련 소부장(소재·부품·장비)기업들이 총출동했다.
산업통상자원부에 따르면 이번 인터배터리 행사엔 K배터리 3사를 필두로 미국, 일본, 중국, 독일, 캐나다 등 전세계 18개국의 579개 기업·기관이 출사표를 던졌다.
최대 관심은 역시 LG·삼성·SK 등 세계 최고수준의 기술력을 자랑하는 K배터리 3사가 공개할 차세대 기술 및 제품에 쏠려있다.
세계 톱클래스의 K배터리 3사는 이번 전시회를 통해 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체배타리를 필두로 그간 갈고 닦은 차세대 배터리 기술력을 맘껏 과시한다는 전략이다.
K배터리의 간판 LG엔솔은 파우치형 셀투팩(Cell to Pack·CTP) 기술을 최초로 공개했다. 셀투팩이란 현 배터리 구성중 모듈 단계를 없애고 팩에 직접 셀을 조립하는 것을 말한다.
이에 따라 배터리 무게와 원가는 줄어들고 에너지 밀도는 높아지는 효과를 내기에 최근 전기차 배터리 시장에서 가장 주목받는 첨단 팩 디자인이다.
LG엔솔이 이번 전시회에서 첫 선을 보인 파우치형 셀투팩은 이미 검증된 열전이 방지기술을 적용, 안정성을 대폭 강화한 게 특징이다. 성능과 안전성 두마리토끼를 잡았다는 얘기다.
이 회사 관계자는 "기존 파우치 셀의 가벼운 무게 특성을 유지하면서도 팩의 강성을 더욱 높였다"며 "팩을 구성하는 부품을 줄이고 공정을 단순화해 원가경쟁력을 갖췄을 뿐 아니라 안전성도 높인 게 강점"이라고 말했다.
LG엔솔은 미드니켈(Mid-Ni) 조성을 적용한 소형 파우치 셀도 첫선을 보였다. 이 제품은 고전압 구동이 가능하고 효율성과 가격 경쟁력을 두루 갖춘 제품이다. 노트북 등 IT기기가 핵심 타깃이다.
LG엔솔은 세계 최고의 기술력을 보유한 업체답게 다양한 차세대 배터리로 출품했다. 차세대 배터리계의 선두주자로 각광받고 있는 전고체배터리와 리튬황배터리, 리튬메탈배터리가 그것이다.
전고체 배터리는 액체가 아닌 고체 전해질을 사용해 화재나 폭발의 위험을 획기적으로 줄이고 주행거리를 늘릴 수 있는 현재 글로벌 배터기업간의 양산제품 개발경쟁이 뜨겁다.
◆삼성, 900와트 전고체 배터리 양산 로드맵 발표
삼성SDI는 최고 에너지밀도의 전고체 로드맵을 전면에 내세웠다. 특히 업계 최대 용량인 900와트시리터(Wh/L)급' 전고체 배터리 양산 로드맵을 전세계를 대상으로 처음 공개, 이목을 집중시키고 있다.
900Wh/L는 삼성SDI가 현재 양산 중인 각형 배터리(P5) 대비 약 40% 가량 용량이 늘어난 수치이다. 업계 최고 수준의 에너지 밀도를 자랑한다는게 회사측의 설명이다.
삼성SDI는 독자적으로 조성한 고체 전해질 소재를 개선하고, 혁신적인 무음극 기술을 활용해 음극의 부피를 줄여 양극재를 추가함으로써 업계 최고의 에너지 밀도를 달성하겠다는 야심찬 목표를 갖고 있다.
삼성SDI는 작년말 전고체(ASB)사업화추진팀을 신설, 이곳을 중심으로 자체 연구소 S라인에서 샘플을 생산하는 등 전고체 배터리 시장을 선점한다는 목표다.
삼성은 이를 위해 이번 전시회에서 2027년 전고체 배터리 양산 목표가 차질없이 진행되고 있음을 대외에 공표하겠다는 전략이다.
삼성SDI는 또 무려 20년간 사용 가능한 리튬이온배터리를 오는 2029년 양산한다는 계획도 발표할 예정이다. 소재의 내구성 강화를 통해 배터리 수명을 지금보다 2배 이상 늘릴 수 있는 첨단기술을 첫 공개하겠다는 것이다.
삼성SDI는 이와는 별개로 리튬이온의 이동 경로 최적화, 저항 감소 등을 통해 초급속 충전이 가능한 신기술을 발표했다. 2026년 양산을 목표로 잡은 이 기술은 핵심은 충전율을 8%에서 80%까지 높이는데 걸리는 시간을 10분 미만으로 대폭 줄이는 것이다.
◆SK온, 업그레이드 '하이니켈' 제품 집중적으로 부각
SK온은 하이니켈 배터리 '어드벤스드SF배터리'를 집중적으로 부각시키고 있다. 이 배터리는 지난 2021년 SK온이 첫선을 보인 제품보다 기능을 대폭 향상시킨 업그레이드제품이다.
한 마디로 급속 충전을 유지하면서도 에너지 밀도를 9%가량 높인게 특징이다. 회사측에 따르면 단 18분 만에 셀 용량 10%에서 80%까지 충전 가능하다.
SK온은 급속충전 시간을 18분에서 15분으로 단축한 'SF+' 배터리도 곁들였다. SK온만의 이중 레이어 구조에 고용량 실리콘, 저저항 흑연을 배치함으로써 리튬이온의 이동 거리를 줄여 충전 속도를 높였다는 설명이다.
SK온 관계자는 "특수 코팅 공법을 통해 음극 저항을 획기적으로 낮추고 음극 정렬 공법을 적용해 리튬이온 이동 경로를 단축할 수 있었다"고 덧붙였다.
SK온이 공개한 제품 중 또 하나 주목할만한 것은 저온 성능을 개선한 '윈터프로(Winter Pro)LFP' 배터리다. 통상 LFP 배터리는 가격이 저럼하고 안정성은 뛰어나지만 영하 20℃의 저온에서 주행거리가 50~70%로 급감하는 치명적 단점을 갖고 있다.
하지만 SK온의 윈터프로LFP는 충전 및 방전 용량을 종전제품 대비 각각 16%, 10% 향상시켰다. 전체적 에너지 밀도도 19% 높였다. LFP시장이 급속도로 확대되고 있는 것을 감안하면, 의미있는 성과다.
SK온은 국내 처음으로 북미 ESS 화재 안전 인증을 받은 열 확산 방지 솔루션을 비롯해 셀 간 온도차를 최소화하고 충·방전 효율을 높인 수냉방식 등 ESS 안전기술도 선보였다.
◆LG의 '미드니켈퓨어NCM배터리' 최고 혁신상 영예
비록 글로벌기업인 K배터리 3사 만큼의 임팩트는 없어도 이번 전시회에는 티디엘, 메그나텍, 지엘비이 등 국내 스타트업들이 대거 참가해 다양한 신기술을 소개해 또다른 관심거리를 제공하고 있다.
그런가하면 몇몇 대기업들은 배터리 생태계의 매우 중요한 축으로 떠오르고 있는 재활용(리사이클) 기술도 이번 전시회에 내놓으며 주목을 끌고 있다.
성일하이텍, 고려아연, 에코프로 등은 폐 배터리로부터 원재료를 확보하는 리사이클링 기술과 공정에서 탄소 배출량을 줄일 수 있는 친환경 공법을 공개했다.
강경성 산업부 1차관은 이날 개막식에 참가, ▲차세대 배터리 개발 본격화 ▲LFP 등 보급형 기술 확대 ▲친환경 기술 강화 ▲원통형 배터리 등의 표준 및 자동화 기술 확산 등을 글로벌시장의 주요 트렌드로 꼽았다.
강 차관은 이 자리에서 "정부는 앞으로 글로벌 기술 흐름에 맞춰 민간 기업의 수요를 적극 반영한 연구개발(R&D) 과제들을 집중적으로 발굴, 지원하겠다"고 강조했다.
한편 올해 처음 제정된 '인터배터리어워즈'에선 LG엔솔의 '미드니켈 퓨어 니켈·코발트·망간(NCM)'이 최고 혁신상을 수상했다.
또 ESS부문 최고 혁신상은 삼성SDI의 '삼성배터리박스(SBB)', 급속충전부문 최고 혁신상은 SK온의 '어드밴스드SF배터리'가 각각 수상했다.
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