초고속ㆍ전고체, 2대 키워드 부상

에너지 효율성 높이고 화재위험↓

SK온, 15분 80% 충전 ‘SF+’ 공개

삼성SDI, 2026년 ‘초고속’ 상용화

LG엔솔은 실리콘 음극제 고도화

3사, 전고체ㆍ리튬황 양산도 박차

(배경사진) 지난 6일 서울 강남구 코엑스에서 열린 2024 인터배터리(INTER BATTERY)에서 개막식을 마친 강경성 산업부 1차관, 한국배터리산업협회장인 LG에너지솔루션 김동명 대표, 이석희 SK온 사장, 최윤호 삼성SDI 대표이사를 비롯한 배터리 업체 대표 등이 LG에너지솔루션 부스를 찾아 셀투팩(Cell To Pack) 컨셉의 배터리가 장착된 차량 플랫폼을 살펴보고 있다. CTP는 셀→모듈→팩 단계로 제조되던 기존 방식에서 중간 모듈을 생략하고 셀-팩 구조로 배터리팩을 제조하는 기술이다. / 사진 : 연합

[대한경제=한형용 기자] K-배터리 3사가 ‘초급속 충전ㆍ전고체 개발’이라는 투 트랙 전략으로 글로벌 배터리 시장 패권 경쟁에서 각축전을 벌인다. 전기차 보급 확대의 큰 걸림돌 중 하나인 충전 시간을 고속화하고, 에너지 효율성을 높이면서도 화재 위험 등을 최소화할 전고체 기술로 전기차 산업의 ‘캐즘(일시적 수요 정체기)’을 극복하려는 전략이다. 정부의 차세대 배터리 개발 지원책도 한층 강화된다.

전기차 성능을 내연기관만큼 발전시키는 핵심 기술이 ‘충전’이다. 업계 안팎에서는 충전 시간의 획기전 전환이 향후 전기차 업계의 ‘게임 체인저’가 될 것으로 보고 있다.

LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온이 지난 6∼8일 열린 ‘인터배터리 2024’에서 초급속 충전이 가능한 기술을 앞다퉈 발표한 배경도 이와 맞물린다. K-배터리 3사는 2026∼2030년 상용화를 목표로 일반 주유와 비슷한 ‘5분’ 내에 충전을 마치는 전기차 시대를 열겠다는 포부를 공식화했다.

우선 SK온은 15분 만에 80% 충전이 가능한 ‘SF플러스’ 배터리를 공개했다. 2021년 공개한 18분 만에 10∼80%까지 충전할 수 있는 SF 배터리의 후속 기술이다. 이를 기반으로 2030년까지 5분 충전, 300㎞ 주행이 가능한 배터리를 만들 계획이다.

삼성SDI는 2026년까지 ‘5분 충전, 300㎞ 주행’ 시대를 연다. SK온보다 4년가량 빠르다. 올해 인터배터리에서는 9분 만에 8%에서 80%까지 충전 가능한 초급속 충전 기술을 공개했다. 9분 충전하면 600㎞, 5분이면 절반인 300㎞ 주행이 가능하다. 고주영 삼성SDI 부사장은 “2026년 9분 만에 충전되는 배터리를 선보일 것”이라고 했다.

LG에너지솔루션은 배터리 기술 고도화를 통한 충전 시간 단축 기술을 개발 중이다. 2019년 배터리업계 최초로 실리콘 음극재를 적용한 배터리를 양산하며 20분 만에 80% 이상 충전 가능한 기술을 선보였는데, 이를 한층 고도화하려는 것이다. 이미 포르쉐의 전기 그란투리스모 모델인 ‘타이칸’ 신형에는 18분 만에 10∼80%까지 충전할 수 있는 LG에너지솔루션의 배터리가 탑재됐다.

전고체 등 차세대 배터리 개발에도 가속도가 붙었다. LG에너지솔루션은 차세대 전지 기술로 리튬황 전지와 전고체를 제시했다. 각각 2027년, 2030년 양산이 목표다.

전고체 배터리(ABS) 분야의 ‘초격차 기술’을 앞세운 삼성SDI는 업계 최고 에너지 밀도인 900Wh/L ABS의 구체적인 양산 준비 로드맵을 공개했다. 삼성SDI는 2024년부터 2026년까지 고객과 협의를 거쳐 AㆍBㆍC샘플을 제작해 제공하고, 2027년부터는 ABS 양산을 본격 시작할 계획이라고 밝혔다. 지난해 12월에는 전고체 배터리 전담팀인 ‘ASB(All Solid Battery) 사업화 추진팀’까지 꾸렸다.

SK온 역시 2025년까지 고체배터리 파일럿 라인을 구축하고 60Ah 이상 용량의 전기차용 셀을 최대 3만개 생산할 계획이다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용해 화재의 위험성이 적고 주행거리가 길어 배터리 업계에서 주목하는 차세대 배터리다.

여기에 자체 LFP(리튬인산철) 배터리 양산으로 중국이 이미 장악한 저가 LFP 배터리 시장 장악에도 나선다. LG에너지솔루션은 내년 하반기 전기차용 LFP 배터리를 양산할 계획이며, 삼성SDI와 SK온 역시 2026년을 LFP 배터리 양산 목표 시점으로 잡았다.

여기에 정부 지원사격이 보태진다. 민관이 원팀으로 차세대 배터리 기술개발 사업을 추진하는 방안이다. K-배터리 업계는 올해 설비ㆍ연구개발(R&D)에 투자하는 금액은 9조원을 넘어설 것으로 보이며, 정부도 차세대 배터리 개발을 위해 2028년까지 유망 배터리 개발에 총 1172억원을 투입할 계획이다. 정부 지원 대상은 전고체ㆍ리튬메탈ㆍ리튬황 배터리 등 3개 분야다. 아울러 지난해부터 LFP 배터리 개발을 위한 R&D 과제(2026년, 233억원)를 추진 중인 정부는 올해부터는 나트륨 배터리 개발을 위한 R&D 과제(2027년, 282억원)도 함께 진행한다.

한형용 기자 je8day@

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