유럽 소형전기차 확대 中 ‘미소’…'선두' 韓배터리 ‘긴장감’

by김정유 기자
2020.12.28 16:48:55

[이데일리 김정유 기자] 탄소배출 규제를 강화 중인 유럽이 최근 저가 소형 전기차(EV) 모델을 급속도로 확대하면서 이와 관련된 전기차용 배터리(이차전지) 시장 판도에도 변화가 감지된다. 에너지 밀도는 낮지만 가격경쟁력과 안전성이 비교적 장점으로 꼽히는 ‘리튬인산철’(LFP)배터리 수요가 확대될 것이란 기대에서다. 실제 최근 주요 완성차 업체인 테슬라, 폭스바겐, 다임러 등이 향후 출시할 소형 전기차에 LFP배터리 탑재할 것이란 전망이 나오는 상황이다.

에너지 밀도가 높은 삼원계(NCM, 니켈·코발트·망간)배터리를 주력으로 하는 국내 배터리 업계의 긴장감이 높아지고 있다. 국내 업체들은 LFP배터리를 중심으로 하는 중국업체들에 대응해 기존 NCM배터리에서 코발트를 줄이고 알루미늄을 추가하는 등 가격경쟁력을 높이는 전략을 추진할 것으로 보인다. 결국엔 주행거리를 늘려야 하는 것이 전기차의 숙명인 만큼 에너지 밀도가 높은 NCM배터리의 ‘업그레이드’로 글로벌 시장 공략에 나서겠다는 전략이다.

(그래픽= 김정훈 기자)

유럽서 내년 최소 23개 전기차 출시…LFP배터리 수요↑

28일 유럽자동차연구소에 따르면 내년 유럽에선 최소 23개의 순수 전기차(BEV) 모델이 출시되고, 오는 2022년엔 14개 모델이 추가로 나올 예정이다. 이 중심엔 글로벌 1위 전기차 생산업체인 테슬라는 물론 유럽 업체들인 폭스바겐, 다임러 등이 있다. 이들 완성차 업체는 소형 전기차를 시작으로 내년부터 유럽내 전기차 모델을 확대할 계획이다. 점차 강화되는 유럽내 탄소배출 규제와 더불어 소형 전기차 중심의 보조금 지원 등이 이 같은 흐름을 뒷받침하고 있다.

테슬라도 조만간 유럽시장에 소형 전기차를 출시할 것으로 전해졌다. 업계에선 중국 CATL에서 생산하는 LFP배터리가 탑재될 것으로 내다보고 있다. LFP 배터리는 니켈·코발트·망간 등 비교적 고가의 금속을 사용하는 삼원계 배터리와 달리 철을 양극재로 사용해 원가가 낮고 폭발 위험이 적어 안정적이다. 하지만 삼원계 배터리보다 에너지 밀도가 낮아 효율성이 떨어지고 철을 사용하는 만큼 무거운 게 단점이다. 그간 중국 업체들 위주로 LFP 배터리가 사용됐지만 지난해부터 테슬라가 본격적으로 채용하면서 글로벌 배터리 시장의 한 축으로 떠올랐다.

독일 업체인 폭스바겐과 다임러도 최근 유럽시장을 타깃으로 한 소형 전기차 생산을 준비 중이다. 역시 LFP배터리 탑재 가능성이 높다. 현재 중국 배터리 업체인 비야디(BYD)는 다임러의 소형 전기차에 탑재할 LFP배터리를 주문받아 생산 중인 것으로 전해졌다. 최근엔 미국 애플이 오는 2024년까지 자율주행 전기차를 출시한다는 소식이 들리면서 LFP배터리 탑재 가능성이 거론되고 있는 상황이다. 이에 따라 에너지 밀도가 낮지만 가성비와 안전성이 높은 LFP배터리에 대한 관심이 높아지고 있다. 업계 관계자는 “유럽내 환경규제 강화와 함께 현지 완성차 업체들이 미래 자동차 시장 선점을 위해 앞다퉈 전기차 모델을 확산하고 있는 상황”이라며 “소형차가 대세인 유럽에서는 소형 전기차 모델이 우선적으로 확산될 것으로 보이고, 이에 따라 LFP배터리 수요도 급증할 것으로 예상된다”고 말했다.

(그래픽= 문승용 기자)

韓업계 원가 낮추기 총력, 中업계는 성능 향상 투자

이 같은 LFP배터리의 관심은 국내 배터리 업체엔 그리 달갑지 않은 상황이다. 국내 업체들은 NCM배터리를 주력으로 생산능력을 확대하고 있어서다. 에너지 밀도가 낮은 LFP배터리가 소위 배터리 시장의 ‘대세’가 되려면 주행거리를 늘려야 하는데, 기본적으로 에너지 밀도가 높은 NCM 배터리와는 비교아 안된다. 현재 글로벌 배터리 시장을 이끌고 있는 LG(003550)에너지솔루션도 과거 LFP배터리를 생산했지만, 현재는 거의 만들지 않고 있는 이유다. 그럼에도 LFP배터리가 소형 전기차용으로 적용이 확대되는 만큼 국내 배터리 업계도 가격경쟁력을 높일 수 있는 방안을 고심하고 있다.

LG에너지솔루션은 기존 NCM 양극재에 가격이 저렴한 알루미늄(Al)을 추가하는 기술을 확보, 내년 하반기에 양산에 돌입한다. 이른바 ‘NCMA’배터리다. 가격이 비싼 양극재 소재인 코발트 함량을 5% 줄이고 알루미늄을 추가한 것이다. 알루미늄은 t당 1500달러 수준으로 3만 달러 수준은 코발트 대비 20배가량 저렴하다. 알루미늄 특성상 출력 성능까지 개선돼 향후 트럭 등 차세대 전기차까지 아우를 수 있다. 삼성SDI는 LG에너지솔루션과 달리 알루미늄으로 망간을 완전히 대체하는 ‘NCA’배터리를 개발 중이다.

물론 중국 업체들의 기술개발 노력도 만만치 않다. 지난해 모듈 단계를 없앤 ‘셀 투 팩’(Cell to pack) 패키징 기술을 도입한 데 이어, 주행거리를 늘리기 위해 최근 LFP배터리에 망간(Mn)을 추가한 ‘LFMP’ 배터리를 개발 중이다. 이 경우 에너지 밀도는 다소 높아지지만 가격도 상승하게 된다. 결국 글로벌 배터리 시장 석권을 위해선 소형 전기차 시장도 중요하지만 고성능 전기차 시장을 선점해야 한다는 점을 중국 업체들도 인식하고 있는 셈이다. 국내 배터리 업계는 가격경쟁력을, 중국 업체들은 성능을 높이는 작업으로 향후 전기차 배터리 시장에서 경쟁해나갈 것으로 예상된다.

업계 관계자는 “테슬라 ‘모델Y’ 등 완성차 업체들이 대부분 차세대 전기차 배터리로 NCMA를 선택하고 있는 만큼, 순수 전기차 영역에서는 LFP 배터리 대비 경쟁력이 우위에 있다”며 “다만 애플카, 버스 같은 형식의 자율주행 무인 이동 시스템 플랫폼은 스테이션에서 수시 충전 가능한 방식에서는 선별적으로 LFP가 침투할 수도 있다고 본다”고 말했다.

LG에너지솔루션(옛 LG화학 전지사업부문) 직원들이 자사가 만든 전기차용 배터리를 들어보이고 있다. (사진=LG에너지솔루션)