[M 투데이 최태인 기자] LG에너지솔루션과 삼성SDI, SK온 등 K-배터리 3사가 국내 최대 배터리 산업 전시회 ‘인터배터리 2023’에서 배터리 시제품을 대거 공개했다.

특히, 이번 인터배터리 2023에서는 국내 배터리 3사가 혁신 제품과 배터리 기술을 선보여 이목을 끌고 있다. 제품 포트폴리오를 다각화해 수주 경쟁력을 높이겠다는 전략이다. 그중 가장 관심사는 각 사에서 선보인 LFP 배터리와 전고체 배터리다.

먼저 삼성SDI는 차세대 전고체 배터리를 전시회에서 공개해 주목됐다. 전고체 배터리는 전해액을 액체에서 고체로 대체한 배터리다. 기존 리튬 배터리 대비 안전성을 강화하고, 에너지 용량을 개선한 것이 특징이다.

전고체는 '덴드라이트' 억제가 핵심이다. 이 현상이 나타나면 리튬이 음극 표면에 쌓여 배터리 분리막을 서서히 훼손시켜 배터리의 수명과 안전성이 낮아진다.

삼성SDI는 덴드라이트가 자라나는 문제를 해결하기 위해 기존 음극에 리튬 메탈 대신 마이크로 두께의 은나노 입자와 탄소복합체를 적용한 새로운 음극 복합체를 처음 사용했다. 또 전고체 배터리에 음극 두께를 줄이고 기존 대비 황화물 양극 소재를 많이 넣는 방식으로 고용량화 및 에너지 밀도를 개선했다.

삼성SDI 관계자는 “전고체 배터리는 에너지 밀도를 리터당 900Wh보다 수배 올리고, 수천번 쓸 수 있다”며, “전고체 배터리 대량 양산 상용화 시점이 목표인 2027년보다 당겨질 수 있을 것”이라고 말했다.

이밖에 삼성 SDI는 각형·원통형·파우치형 배터리와 버튼 배터리를 비롯해 전기차, 전동공구, 에너지저장장치(ESS) 등 배터리를 탑재한 주요 애플리케이션을 선보였다.

또 LG에너지솔루션은 음극소재에 리튬메탈, 실리콘 100% 음극재를 사용한 전고체 배터리와 고분자계 전고체 배터리를 선보였다. 전기차 배터리 적용을 목표로, ESS, IT 기기 등에 순차적으로 적용할 계획이다.

전고체 배터리 이외에 자체 개발한 LFP 배터리도 공개했다. LFP 배터리는 고성능 전기차에 많이 쓰이는 하이니켈 배터리 대비 성능이 낮지만 가격 경쟁력이 우수한 배터리 제품이다.

관계자에 따르면, LFP는 오는 2분기 ESS 용도로 출시될 예정이다.

직·병렬 연결로 배터리 팩 최대 60개를 탑재하고, 사전에 실외 환경에 최적화된 설계를 통해 비용은 30% 절감, 설치 시간은 40% 단축할 수 있다고 회사는 설명했다.

SK온은 전고체 배터리뿐만 아니라, 각형 배터리와 파우치 LFP 배터리 등 제품 개발 로드맵을 공개했다. SK온은 그동안 파우치형만 제조했는데, 각형 배터리가 상용화되면 더 다양한 완성차 업체의 ‘러브콜’을 받을 수 있을 전망이다.

SK온은 니켈 사용을 늘리고, 코발트를 배제한 배터리 기술을 새로운 배터리 제품인 각형 배터리에 적용할 계획이다. 각형 배터리 파일럿 라인에서 조만간 생산을 시작해 하반기 고객사에 공급할 계획이다.

중국 배터리 업체들과 경쟁하기 위해 기존 제품보다 성능이 개선된 LFP 배터리 기술도 선보였다. LFP배터리는 저온(영하 20~0도) 주행거리가 상온보다 50~70% 낮아지는 단점이 있는데, SK온이 이를 70~80% 수준으로 끌어올렸다.

SK온은 니켈 90% 전기차 배터리에 국내 처음 적용한 데 이어 LFP 배터리로 미국을 비롯해 세계 전기차 배터리 시장 수요에 대응할 방침이다.