한중일 배터리 전쟁, K배터리의 미래

 

한국·중국·일본 3국은 미래 배터리 산업의 주도권을 잡기 위해 사활을 걸고 있습니다. 배터리 경쟁의 '전장(戰場)'은 첨단 제품 시장으로 빠르게 옮겨가고 있는데요.

 

 

   한·중·일 배터리 전쟁

중국은 저가형 LFP(리튬·인산·철) 배터리에서 고급 삼원계 NCM(니켈·코발트·망간)으로 중심축을 옮기고, 일본은 '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리에서 선두를 차지하기 위해 정부와 기업이 하나가 되어 힘을 기울이고 있습니다.

 

최근 LG에너지솔루션은 테슬라가 주요 배터리 업체와 협력해 개발 중인 '4680' (지름 46mm, 높이 80mm) 원통형 배터리를 내년부터 양산할 계획이에요. '게임 체인저'로 불리는 4680 배터리는 1회 충전으로 750km 이상(테슬라 모델 S 기준)을 달릴 수 있는 것으로 알려졌어요. 

 

이에 세계 1위 배터리 업체인 중국의 CATL은 최근 한 번 충전으로 최대 1000km를 달리는 삼원계 NCM 배터리를 개발해 내년부터 양산하겠다고 맞받았어요. 

 

일본은 현 단계를 건너 뛴 미래형 배터리로 눈길을 돌려 지난달 일본 경제산업성은 전고체 배터리 개발을 위해 혼다·닛산 등 자국 완성차 업체를 지원하기로 결정하면서, 기존 탈탄소 연구개발 지원금 2조 엔 중 1510억 엔(약 1조 4450억 원)을 전고체 배터리 육성에 투입하기로 했습니다. 현재 전고체 배터리 원천 기술은 모두 일본이 갖고 있는 상태예요.

 

전고체 배터리 : 배터리 양극과 음극 사이의 전해질이 기존 액체가 아닌 고체로 된 2차 전지로, 에너지 밀도가 높으며 대용량 구현이 가능하다. 또 전해질이 불연성 고체이기 때문에 발화 가능성이 낮아 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 배터리로 꼽힘.

 

세계 주요 2차전지 업체 점유율 [출처: 매일경제]

 

 

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배터리 산업은 현재 태동기를 넘어서 본격적인 경쟁 국면으로 접어들고 있습니다. 즉 양산 능력 확대뿐만 아니라 미래 기술에 대한 주도권을 잡는 게 매우 중요해졌어요. 한국·미국·중국·일본 등이 전기차 배터리를 국가전략산업으로 육성하는 가운데 기술 선점 경쟁이 치열해지고 있는 것도 그 때문입니다.

 

최근 LG에너지솔루션·SK온·삼성SDI 등 K배터리 3사는 일제히 미국 배터리 공장 설립에 나서며 시장 점유율 확대에 총력을 기울이고 있습니다. 2025년 7월 발효하는 신북미자유무역협정인 미국·멕시코·캐나다협정(USMCA)에 따르면 미국에서 생산되는 전기차의 경우 미국·멕시코·캐나다에서 생산하는 부품 비중이 최소 75%를 차지해야 합니다. 전기차 가격의 절대적 비중을 차지하는 배터리의 현지 생산·공급이 필수적이 된 이유인데요. 한국 업체들이 일제히 미국에 진출하게 된 배경이기도 합니다.

 

전문가들은 USMCA가 발효되는 2025년에 주목하며 미국 내에서 배터리 수요·공급이 어느 정도 균형을 이루기 시작하면 완성차 업체의 목소리가 커질 것이라는 우려를 나타내고 있어요. 즉 배터리 공급 가격은 낮추고 기술 수준을 높이라는 자동체 업체들의 압박이 커질 것이라는 건데요. 국내 업체들은 한국의 리튬이온 배터리 기술을 더 끌어올리면서 전고체 등의 미래 기술을 함께 확보해야 하는 복합적인 숙제를 안게 되었습니다.

 

■ 중국의 차세대 전기차 배터리 'CTP 3.0 기린'

중국 정부의 전폭적인 지원을 통해 전 세계 배터리 시장의 점유율을 더욱 탄탄히 하고 있는 CATL은 1회 충전에 1000km를 주행할 수 있는 차세대 전기차 배터리 'CTP 3.0 기린'을 내년부터 양산한다고 밝혔습니다. 이에 미국 현지에 배터리 공장을 짓기 위해 최종 검토 단계에 들어간 것으로 알려졌어요. 

 

■ 전고체 배터리 개발에 사활 건 일본

리튬이온 배터리에서 한국과 중국에 비해 '실기(失期)' 했던 일본은 정부와 기업이 함께 힘을 모아 전고체 배터리 개발에 사활을 걸고 있습니다. 전고체 배터리란 리튬이온 배터리에서 쓰는 전해액을 고체 전해질로 전환한 것인데요.

 

발화 위험을 낮춰 안전성이 높으며 에너지 밀도가 높아 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있는 게 특징입니다. 도요타는 이미 2025년으로 상용화 시기를 못 박고 개발에 열중하고 있어요.

 

혼다의 경우 전고체 배터리 생산 과정에서 이산화탄소 배출량을 억제하는 기술 개발에도 나서고 있고, 닛산은 전고체 배터리의 화재 위험성을 낮추고 성능을 더욱 끌어올리기 위한 연구개발에 매진하고 있습니다. 

 

■ 차세대 기술 개발에 나선 국내 배터리 3사

LG에너지솔루션이 내년부터 양산 예정인 원통형 4680 배터리는 주요 업체들 간 개발 경쟁이 치열합니다. 

 

SK온은 올해 미국 조지아1공장에서 NCM9½½(NCM9반반) 배터리 양산에 돌입했는데요. 니켈 함량 90%, 코발트, 망간이 각각 5%를 차지하는 하이니켈 배터리로 1회 충전 시 주행거리가 700km, 에너지밀도 kg당 300Wh에 근접합니다. 

 

삼성SDI는 최근 차세대 배터리로 니켈 함량을 91%까지 높인 젠6(Gen6)를 공개했습니다. 완전 충전으로 최대 700km를 달리며 이는 현재 양산 중인 젠5보다 100km가량 주행거리가 늘어난 것입니다.

 

 

한편 업계에서는 정부의 체계적인 지원책 마련에 대한 목소리가 높아지고 있는 상황이에요. 인력 수급, 원재료 확보를 위한 정부·기업 컨소시엄 구축, 폐배터리 재활용 사업의 법적 기준 마련 등 기술과 대외 환경 급변에 따라 정부의 대처와 적절한 규제 완화가 기민해져야 한다는 의견입니다.

 

 

 

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