[한스경제=김정환 기자] 전기차 시장이 급속도로 성장하면서 향후 배터리 시장에서의 우위는 차세대 배터리 선점에 따라 결정될 것으로 전망된다. 글로벌 시장 지위 제고를 위한 배터리업계의 경쟁이 치열한 가운데 K-배터리의 기술력 확보 수준에 관심이 높다.

전 세계 배터리 시장은 중국의 리튬인산철(LEP) 배터리와 한국의 삼원계 배터리 등이 지배하고 있는 모습이다. 하지만 배터리 시장 성장과 함께 소비자들의 다양한 요구가 높아고 있어 지금보다 안전성과 효율성 등이 개선된 차세대 배터리 양산이 배터리사의 필수 과제로 꼽히고 있다.  

현재 글로벌 시장에서 차세대 배터리로 전고체·리튬메탈·리튬황 배터리 등에 주목하고 있다. 

국내 배터리 3사(LG에너지솔루션·SK온·삼성SDI)는 전고체 배터리 연구개발에 주력하며 오는 2027년 전후로 전고체 배터리를 상용화한다는 계획이다.
 
LG에너지솔루션은 지난달 전고체 배터리 상온 충전 기술 개발에 성공하는 성과를 거두고 오는 2027년 이후 상용화를 계획하고 있다. SK온은 솔리드파워에 3000만달러(약 353억원)를 투자해 전고체 배터리 공동 개발을 추진하며 2030년 이전 상용화를 목표하고 있다. 삼성SDI는 자체 개발 프로젝트와 함께 삼성전자 종합기술원, 일본연구소 등과 협업해 전고체 기술을 공동 개발, 2027년 전고체 배터리를 양산할 계획이다.

하지만 아직까지 일본에 뒤쳐지고 있는 것이 현실이다. 일본 토요타는 지난 9월 세계 최초로 전고체 배터리를 탑재한 전기차 시제품을 공개했다. 해당 전기차는 2025년 양산돼 시장에 나올 예정이다. 토요타는 오는 2030년까지 약 16조원을 전기차 배터리 생산과 개발에 투자해 2030년 기준 연간 200GWh 이상의 배터리 생산능력을 갖추겠다는 목표까지 제시했다.

리튬메탈 배터리에서는 SK온과 차세대 배터리 개발 기업 미국 SES(옛 솔리드에너지시스템)가 성과를 내고 있는 모습이다. 

SK온은 솔리드파워와의 협력으로 리튬이온 배터리의 전해질에 고체를 사용할 수 있게 됐다. SK온은 고체 전해질을 사용한 음극 리튬메탈 베터리 개발·상용화를 목표하고 있다. 아직까지 구체적인 상용화 시기는 밝힌 바 없으나 전고체 전해질을 생산하는 등 전고체 배터리 생산력을 보유한 솔리드파워와의 협력으로 빠른 시일 내 결과를 낼 것으로 시장의 기대를 받고 있다. 

SES는 당초 SK온과 같은 유형의 리튬메탈 배터리를 목표했지만 상용화 시기를 단축하기 위해 전해질에 완벽한 고체가 아닌 일부 액체를 사용하고 음극재에는 리튬메탈을 사용하기로 결정했다. 이달 3일 세계 최대 리튬메탈 배터리 107Ah(암페어시)용 아폴로를 공개했다. 리튬메탈 배터리 시제품을 양산해 내년에 현대차, GM에 공급할 예정이며 오는 2025년 상용화를 목표하고 있다. 

리튬황배터리는 LG에너지솔루션이 도심항공모빌리티(UAM)에서 성과를 내고 있으나, 에너지밀도·공정 비용 등의 기술력 문제로 전기차 탑재까지는 상당한 시간이 필요할 것으로 전망된다. 

업계 관계자는 "배터리업계에서 아직까지 어떤 배터리가 월등히 우수하다고 장담할 수 없는 상황이기 때문에 다양한 차세대 배터리 개발에 힘쓰고 있다"며 "전고체 기술력 등 차세대 배터리 기술력을 선점하기 위해서는 배터리 인재 확보와 정부 지원 강화 등 구체적인 전략이 필요하다"고 말했다. 

김정환 기자 kjh95011@sporbiz.co.kr