[인사이트] 배터리는 코리아 … 한 번 충전에 450㎞

전기자동차의 보급 속도를 좌우하는 것 중 하나는 배터리 기술이다.

SK이노베이션 세계 첫 양산 체제 #LG화학, 상반기 출하량 세계 2위 #삼성SDI, 용량 2배 전지 모듈 개발

한 번 충전으로 더 긴 거리를 달리는 것을 포함해 전기차를 사용할 때 가솔린·디젤차보다 경제적이라는 실질적 혜택을 소비자가 느껴야 한다. 블룸버그뉴에너지파이낸스는 배터리 가격이 기하급수적으로 하락하면서 8년 안에 전기차가 화석연료 차량과 유지비용이 같아지는 ‘패리티(Parity) 시대’에 진입할 것으로 예측했다. 2010년 ㎾당 평균 1000달러에 달하던 배터리 가격은 2025년 109달러, 2030년 73달러까지 떨어질 것으로 전망됐다. 현재 배터리 가격은 전기차 값의 절반 정도를 차지하는데, 2030년에는 지금의 77% 수준으로 낮아진다는 것이다.

전기차 배터리는 셀(Cell), 모듈(Module), 팩(Pack)으로 구성된다. 많은 배터리 셀을 모듈과 팩이라는 형태를 거쳐 전기차에 탑재한다. 배터리 셀을 여러 개 묶어 모듈을, 또다시 모듈을 여러 개 묶어 팩을 만든다. 이 팩의 형태로 전기차에 실린다. BMW ‘i3’의 경우 배터리 셀이 총 96개로 셀 12개를 하나의 모듈로 묶고, 8개의 모듈을 묶어 하나의 팩 형태로 탑재된다. 셀이 얼마나 우수하냐에 따라 한 번 충전으로 달릴 수 있는 주행거리가 달라진다. 모듈은 셀이 외부 충격에 반응하지 않도록 안정성을 높여주는 역할을 한다. 팩은 배터리관리시스템, 냉각시스템 등을 장착한다.

이런 배터리 분야에서 국내 업체 중 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션이 두각을 나타내고 있다. 올 1∼7월 일본 파나소닉이 전 세계 전기차 배터리 출하량의 24.9%를 차지하며 1위에 랭크돼 있다. 그 뒤를 LG화학(11.7%)이 잇고 있다 삼성SDI는 6.1%로 5위를 차지했다.

LG화학은 GM의 ‘볼트 EV’, 르노의 ‘트위지’ 등에 배터리를 공급하고 있다. 삼성SDI는 폴크스바겐 ‘e골프’, BMW ‘i3’ 등의 배터리를 생산한다. SK이노베이션은 벤츠와 배터리셀 공급 계약을 체결했다.

특히 SK이노베이션은 세계 최초로 1회 충전 시 450㎞를 달릴 수 있는 전기자동차 배터리 양산에 들어간다고 최근 발표했다. 세계 최초의 중대형 NCM811(니켈·코발트·망간 비율이 8 대 1 대 1)로 내년 3분기부터 전기차 배터리에 적용한다는 계획이다.

기존 배터리보다 니켈 함유량이 획기적으로 늘어난 이 배터리를 적용하면 지금까지 개발된 전기차 배터리보다 주행거리가 100㎞가량 늘어난다. 배터리는 니켈 함량을 높일수록 효율은 좋아지지만 안정성이 떨어져 폭발 위험이 커진다. 이 때문에 그동안 노트북이나 스마트폰에 들어가는 소형 NCM811이 상품화됐지만 중대형은 만들지 못했다.

삼성SDI의 경우 올해 초 전기차 배터리 모듈 플랫폼인 ‘확장형 모듈’을 공개했다. 기존 전기차용 배터리 모듈 1개에는 통상 12개 내외의 셀이 들어가고 용량이 2~3kWh 수준이지만 새로운 모듈은 24개 이상의 셀을 넣을 수 있다. 이 모듈 20개로 구성된 팩을 장착하면 한 번 충전으로 600~700㎞ 주행이 가능하다.

문병주 기자