삼성SDI, 미국서 라이선스 획득
더 많은 에너지 저장 성능 향상
코발트 함량낮춰 원가절감 효과
LG화학·SK이노도 연구 진행중
더 많은 에너지 저장 성능 향상
코발트 함량낮춰 원가절감 효과
LG화학·SK이노도 연구 진행중
삼성SDI 제공
[디지털타임스 김위수 기자] 한국 배터리 기업들이 '포스트 반도체'로 꼽히는 전기차 배터리 시장을 선점하기 위해 니켈 함량을 늘리고 코발트 함량을 낮추며 배터리 성능 개선에 나서고 있다. 니켈을 늘리면 더 많은 에너지를 저장할 수 있고, 값비싼 원료인 코발트의 함량을 낮추면 배터리 생산 원가를 절감할 수 있다.
13일 관련업계에 따르면 삼성SDI는 최근 미국 에너지 기업 CAMX로부터 배터리 소재 플랫폼 GEMX에 니켈 함량을 높인 gLNO™, gNMC™ and gNCA™ 등 양극소재를 공급할 수 있는 라이선스를 획득했다. 삼성SDI가 라이선스를 획득한 양극소재는 리튬이온배터리에 활용되는데, 안정적으로 니켈 함량을 높일 수 있어 에너지 성능을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
삼성SDI는 라이선스 획득을 바탕으로 니켈 함량을 높인 배터리 개발에 매진할 것으로 보인다. 삼성SDI는 니켈 함량을 88%로 올린 니켈·코발트·알루미늄(NCA) 양극재를 활용한 배터리를 오는 2021년부터 생산한다. 또한 삼성SDI는 하이니켈 양극재 시장을 선점하고 있는 에코프로비엠과 지난 2월 합작법인 에코프로이엠을 설립하고, 오는 2022년 차세대 양극재 양산을 시작하겠다는 목표다.
현재 전기차 배터리 업계의 화두는 니켈의 함량을 높이고 코발트의 사용 비중을 줄이는 데 있다. 현재 배터리 중 니켈의 함량은 70~80% 내외, 코발트의 함량은 10% 내외로 알려져있다. 니켈 함량을 높이면 에너지밀도가 좋아져 용량·출력·수명 등 배터리 성능을 향상시킬 수 있지만, 코발트의 함량이 줄어들 경우 배터리 폭발 가능성이 늘어난다. 코발트는 값이 비싸고 채취 과정에서 아동 착취가 있다는 의혹이 있어 전세계 배터리사들이 이용을 줄이고자 하는 원료다. 배터리 업체들은 니켈 비중을 높이고 코발트 함량을 낮추면서도 안정적으로 구동되는 배터리를 개발하기 위해 매진하고 있다.
전세계 전기차 배터리 시장에서 점유율 1위를 기록하고 있는 LG화학도 니켈 비중을 낮추기 위한 연구를 진행 중이다. LG화학이 올해 공급하는 전기차 배터리의 양극재는 니켈·코발트·망간(NCM)이 각각 70%, 10%, 20% 포함돼있다. LG화학은 니켈의 비중은 85~90%까지 올리고, 코발트 비중을 5%로 줄이는 대신 안정성을 위해 알루미늄을 첨가한 배터리를 개발 중이다. 니켈·코발트·망간·알루미늄으로 구성된 NCMA 배터리를 오는 2022년 출시하겠다는 목표다.
SK이노베이션은 현재 니켈·코발트·망간의 함량이 각각 80%, 10%, 10%인 배터리를 유럽 헝가리 및 중국 창저우 공장에서 생산 중이다. 향후 상용화를 위해 개발 중인 배터리는 니켈 함량을 90%로 높이고 코발트·망간의 함량을 5%로 낮춘 제품이다. SK이노베이션은 이 배터리를 오는 2023년 상용화하는 것을 목표로 하고 있다.
니켈 함량을 높이고 코발트 함량을 낮춘 배터리를 위해 국내 배터리 기업들이 연구개발에 사활을 걸고 있는 만큼, 오는 9월 22일 개최되는 테슬라의 '배터리데이'에 대한 관심이 크다. 테슬라가 이날 '코발트없는' 배터리를 공개할 것으로 예측되기 때문이다. 업계 관계자는 "테슬라가 어떤 배터리를 내놓을지 국내 업계에서도 관심이 커지고 있다"며 "코발트가 없는 리튬이온배터리 혹은 전고체 배터리를 가능하게 하는 새로운 기술 등이 후보에 오르고 있는데, 이게 정말이라면 엄청난 혁신이 될 것"이라고 말했다.
김위수기자 withsuu@dt.co.kr
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