전고체·리튬황까지…LG·삼성·SK가 보여준 미래 배터리(종합)

[이데일리 경계영 기자] 올해 들어 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 사태로 전 세계 전기차 시장이 위축된 가운데서도 국내 배터리 3사가 전기차 배터리 시장에서 점유율을 3분의 1로 1년 전보다 두 배가량 끌어올리며 승승장구하고 있다.

21일 서울 삼성동 코엑스에서 개막한 국내 최대 배터리(이차전지) 전시회 ‘인터배터리(InterBattery) 2020’에도 큰 관심이 쏠렸다. ‘제2 반도체’로 불릴 만큼 차세대 성장동력으로 주목받는 배터리를 다루는 이번 전시회엔 LG화학과 삼성SDI, SK이노베이션을 포함해 국내외 업체 198개사가 참가했다.

이날 각각의 부스에서 LG화학은 아우디 ‘e-트론(tron)’, 삼성SDI는 재규어랜드로버 ‘레인지로버 보그’(플러그드인하이브리드차·PHEV), SK이노베이션은 기아차 ‘니로 EV’와 메르세데츠-벤츠 ‘S560e’ 각각 전시하며 전기차 배터리 공급사로서의 위상도 과시했다.

21일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2020’에 꾸려진 LG화학의 부스. (사진=경계영 기자)

◇무인기 시험 비행 마친 리튬황 배터리 선뵌 LG화학

이번 전시회에서 최대 크기(315㎡)로 전시장을 꾸린 LG화학(051910)은 LG화학만의 배터리 혁신 기술을 소개하는 ‘코어존’(Core Zone)을 중심으로 전기차부터 LEV(Light Electric Vehicle), 에너지저장장치(ESS), 전동공구 등 다양하게 적용되는 배터리 제품을 소개했다.

특히 이목을 끈 전시는 차세대 배터리인 리튬황 배터리였다. 이 배터리는 음극 활물질로 리튬메탈을, 양극 활물질로 황탄소 복합체를 각각 적용했으며 지난달 무인기에 탑재돼 13시간 비행하는 데 성공했다. 지동섭 SK이노베이션 배터리사업 대표도 리튬황 배터리를 직접 들어보고 “가볍게 잘 만들었다”고 평하기도 했다.

LG화학은 최근 강화한 친환경 흐름에 따라 그린에너지를 활용한 친환경 배터리 생산, 폐배터리 재활용 사업, 책임 있고 투명한 배터리 원재료 공급망 관리 등도 소개했다.

LG화학 관계자는 “폴란드공장의 경우 지난해부터, 미국공장의 경우 지난 7월부터 각각 100% 재생에너지로 운영하고, 2025년까지 한국과 중국 공장도 재생에너지로 바꿀 예정”이라며 “배터리를 전기차용 충전기로 재사용하는 등 지속가능성에 초점을 맞추고 있다”고 설명했다.

21일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2020’ LG화학 부스에 전시된 차세대 배터리. (사진=경계영 기자)

◇삼성SDI “2027년 전고체 양산”

삼성SDI는 ‘우리가 창조한 미래(The Future We Create)’ 테마 아래 자동차뿐 아니라 데이터센터, ESS, 오토바이, 전동공구 등 다양한 제품에 들어가는 배터리 라인업을 선보였다.

주목할 만한 전시는 삼성SDI가 차세대 배터리로 연구개발하는 전고체 배터리였다. 전고체 배터리는 현재 두루 쓰이는 리튬이온 배터리와 달리 양·음극에서 리튬이온을 전하는 전해질까지 고체여서 화재 가능성이 현저하게 낮아진다. 삼성SDI는 전고체 배터리를 튀김기에 넣거나 가열 혹은 가위로 자르더라도 그대로인 영상도 함께 소개했다.

삼성SDI는 이미 전고체 배터리 소재 개발을 마쳤으며 단일 셀(배터리의 기본 단위) 기준 0.5Ah, 에너지 밀도 ℓ당 900Wh로 타사 0.4Ah, 400Wh보다 더 높다고 설명했다. 수명도 550사이클에 이른다고도 부연했다. 2023년 소형 셀, 2025년 대형 셀을 대상으로 각각 검증을 마치고 2027년 양산에 들어가겠다는 계획이다.

21일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2020’ 삼성SDI 부스에 전시된 전고체 배터리. (사진=경계영 기자)

21일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2020’에 차려진 삼성SDI의 부스. (사진=경계영 기자)

◇대표까지 나선 SK이노 “안전성이 최우선”

SK이노베이션은 배터리 3사 가운데 이날 유일하게 배터리사업을 담당하는 최고 책임자인 지동섭 대표까지 나서며 배터리사업에 대한 의지를 드러냈다. 현대자동차의 차세대 전기차 전용 플랫폼 ‘E-GMP’와 함께 차세대 배터리를 전시했다. 특히 △화재 등으로부터의 안전성 △고속 충전 속도 △장거리 주행 등 세 가지를 강조했다.

지동섭 대표는 이들 세 키워드에 대해 “최종 소비자와 자동차 회사의 수요에서 제일 중요한 것이 무엇인지를 염두에 둔 것”이라며 “제품 성능에서 안전성이 최우선”이라고 말했다. 그러면서 최근 잇단 전기차 화재에 대해서도 “아직 저희 배터리에서 화재 건이 없지만 스스로 경각심을 갖고 열심히 연구하고 있다”고 언급했다.

이어 향후 개발 방향에 대해 “(전기차를) 충전하는 데 오래 걸리는 것은 페인 포인트(pain point)로 고객 편의성 측면에서 급속 충전에 관심을 두고 있다”며 “ESS 고객이 20~30년 수명을 요구하고 있고, 실제 사이클 테스트 해보면 (SK이노베이션 배터리의) 수명이 길게 나온다”고 덧붙였다.

지동섭(왼쪽 첫 번째) SK이노베이션 배터리사업 대표가 21일 오전 서울 강남구 코엑스에서 열린 ‘인터배터리2020’에서 내빈들에게 배터리 기술을 안내하고 있다. (사진=이영훈 기자)

21일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2020’에 마련된 SK이노베이션의 부스 입구. (사진=경계영 기자)