'1500% 성장' LG·SK도 LFP 개발…"양산까지 1~2년"

전문가들 "늦었지만 가야할 길…가격 경쟁력 확보 관건""중저가형 전기차 탑재 하이망간 계 배터리 개발도 고려해야"

[뉴스토마토 백주아 기자] LG에너지솔루션(분사 전 LG화학(051910))과 SK온(분사 전 SK이노베이션(096770))이 리튬인산철(LFP) 배터리 개발에 나선다. 저가·보급형 전기차 시장에서 중국 주력의 LFP 입지가 높아지자 대응에 나선 것이다. 전문가들은 다소 늦은 감은 있지만 그간 쌓아온 노하우와 기술력이면 빠르면 1~2년 내 시장 진입이 가능하다고 보고 있다. 

 

6일 업계에 따르면 김준 SK이노 총괄사장과 지동섭 SK온 대표는 전날 공개된 로이터통신 인터뷰에서 LFP 배터리 개발을 검토하고 있다고 밝혔다. 

 

CATL의 리튬인산철(LFP) 배터리. 사진/CATL

 

리튬이온 이차전지는 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn) 또는 알루미늄(Al)을 기반으로 한 삼원계(NCM 또는 NCA) 배터리와 철(Fe)을 기반으로 한 리튬인산철(LFP) 배터리로 양분된다. K-배터리 3사는 삼원계를, 중국 CATL와 BYD 등은 LFP를 주력으로 한다. LFP의 에너지밀도는 kg당 180~220Wh로, 삼원계(240~300Wh/kg) 대비 낮다. 하지만 니켈·코발트 등 고가의 희소금속을 포함하지 않아 가격경쟁력과 안전성이 높은 게 장점이다. 

 

앞서 국내 1위 LG엔솔 지난해 말부터 대전 기술연구원을 중심으로 LFP 배터리 개발에 착수했다.(관련 기사: '하나로 안된다' K-배터리, 전지 제품 다양화 박차). LG와 SK 양사가 전지 외형 확장에 나선 것은 완성차 업체들의 LFP 선호 경향이 높아지고 있기 때문이다. 

 

아다마스인텔리전스(Adamas Intelligence) 2021년 상반기 배터리 시장 보고서. 자료/아다마스인텔리전스

 

배터리 전문 시장조사기관 아다마스인텔리전스에 따르면 올해 상반기 신규 판매된 전 세계 전기 승용차에 탑재된 배터리 용량은 108GWh로, 전년 동기 대비 157% 증가했다. 이 중 삼원계 배터리가 차지하는 비중은 80%로 사용률은 약 155% 증가했다. 이에 비해 LFP 사용률은 전년대비 1500% 증가하며 폭발적인 성장을 이어가 상위 5위에 안착했다. 

 

실제 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 공개적으로 LFP 배터리 선호 경향을 밝혀왔다. 그는 지난 2분기 실적 발표 당시 "향후 보급형 전기차 모델과 에너지저장장치(ESS) 제품의 LFP 채택 비중을 3분의 2 수준으로 확대한다"는 계획을 내놨다. 철 매장량이 니켈·코발트 대비 압도적으로 높은 것을 감안하면 안정적 배터리 수급 측면에서 훨씬 유리하다는 판단이다. 테슬라가 지난 7월 중국에서 출시한 전기차 모델Y의 스탠다드 레인지 모델에는 CATL의 LFP가 탑재됐다. 

 

폭스바겐도 LFP 채택 비중을 확대한다는 계획이다. 지난 3월15일(현지시간) '파워데이' 행사에서 오는 2023년까지 각형 단일 단전지(unified prismatic cell) 전환과 동시에 저가형(Enrty) 모델에는 LFP를 탑재하겠다는 계획을 내놓은 바 있다. 이를 위해 지난 7월 중국 궈쉬안 하이테크와 기술 파트너 업무협약(MOU)을 체결했다. 보급형(Volume)은 하이망간, 고급형(Premium)은 NCM을 탑재한다. 원가 절감 전략으로 자동차 모델별로 배터리를 다르게 쓴다는 것이다. 

 

중국 LFP의 기술력은 국내 삼원계 배터리를 위협하고 있다. 중국 1위 배터리 업체 CATL은 배터리 에너지밀도를 높이는 셀투팩(CTP), 셀투셰시(CTC) 기술 개발을 통해 삼원계에 버금가는 출력을 내는 데 성공했다. 2위 업체 BYD가 개발한 팩을 칼날처럼 펼쳐 공간 활용도를 높인 블레이드(칼날) 배터리는 1회 완충 시 최대 600km의 주행거리를 내 삼원계와 비슷한 에너지밀도에 더해 안전성을 높인 게 특징이다. 

 

전문가들은 국내 배터리사가 그간 쌓아온 기술력을 감안하면 배터리 제조는 단기간 내 충분히 가능하다고 봤다. 다만 양산 이후 시장 진입을 위해서는 원료 확보와 기술력 제고에 집중해야 한다고 조언했다. 

 

윤성훈 중앙대 융합공학과 교수는 "당장 기술적으로 중국에게 뒤쳐져 있지만 우리나라도 LFP 관련 기초 원천 기술을 보유하고 있는 만큼 개발과 제조 자체는 어렵지 않을 것으로 본다"면서도 "다만 향후 셀을 직접 구현하더라도 시장 경쟁력을 높이려면 고순도 특정 철 원료와 제조 양산 기술 확보가 관건"이라고 말했다. 

 

LFP 개발 외에도 중저가형을 타겟으로 한 배터리 개발도 염두에 둬야 한다는 지적도 있다. 

 

박철완 서정대학교 자동차학과 교수는 "지난 2017년부터 LFP 개발 필요성을 역설해온 이후 4년 만에 양사가 느지막이 개발에 들어갔다. 늦었지만 가야할 길"이라며 "샘플 개발은 오래 안 걸리지만 제품화를 위한 양산 라인 구축 등을 감안하면 빠르면 1~2년 정도가 소요될 것"이라고 내다봤다. 이어 “LFP에 더해 하이망간 계통의 코발트 프리 미드 니켈(Co free Mid Ni) 다원계 양극활물질 쪽을 중저가 배터리 전기차용으로 시도하는 것도 전략"이라고 조언했다. 

 

백주아 기자 [e-mail]

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