‘이유 있는 세계 1위’ LG엔솔, 최다 특허와 30년 노하우 결집된 최고 기술력 보유
‘이유 있는 세계 1위’ LG엔솔, 최다 특허와 30년 노하우 결집된 최고 기술력 보유
  • 박상우 기자
  • 승인 2021.02.22 16:05
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

LG에너지솔루션 연구원들이 대전 기술연구원에서 배터리 성능 및 품질에 대한 논의를 하고 있다. 

[M오토데일리 박상우 기자] LG에너지솔루션은 지난해 중국을 제외한 글로벌 전기차 배터리 사용량에서 전년대비 2배가량 늘어난 26.8GWh를 기록하며 1위를 차지했다. 특히 2위를 차지한 일본의 파나소닉과 유일하게 20GWh를 넘겼다. 또 시장점유율은 2019년 23.7%에서 지난해 33.1%로 확대됐다.

글로벌 배터리 1위로 성장한 LG에너지솔루션은 수많은 세계 최초, 세계 최다의 기록을 갖고 있다. 이러한 기록은 전세계 배터리 시장의 성장사를 한눈에 보여준다.

1992년 LG에너지솔루션(당시 럭키금속)은 2차전지 연구를 시작하며 배터리 사업의 초석을 다진 후 1996년 연구조직을 만들어 본격적인 2차전지 개발에 나섰다.

1998년 LG에너지솔루션(당시 LG화학)은 국내 최초로 리튬이온배터리 대량생산체제를 구축하고 2000년엔 세계 최초로 전기자동차용 리튬이온배터리 개발에 착수했다.

이 배터리를 탑재한 전기차는 2002년과 2003년 미국에서 열린 자동차 경주대회 Pikes Peak International Auto Rally에서 2년 연속 우승을 차지하는 쾌거를 거뒀다.

2003년 7월 미국에서 열린 Pikes Peak International Auto Rally의 모습.

2009년 LG에너지솔루션(당시 LG화학)은 세계 최초의 양산형 전기차 제너럴모터스의 쉐보레 볼트(Volt)에 탑재되는 배터리를 단독으로 공급하는 업체로 선정됐다. 이는 LG에너지솔루션이 EV용 리튬이온배터리 분야에서 세계 시장을 주도할 수 있는 결정적인 계기가 됐다.

이후에도 LG에너지솔루션의 기술개발은 멈추지 않았다. 2013년 LG에너지솔루션은 세계 최초의 미래형 배터리 개발에 성공했다.

이 배터리는 기존 사각 형태를 벗어나 쌓고 휘고 감을 수도 있어 어떠한 디자인의 IT 제품에도 적용할 수 있어 리튬이온 배터리 시장의 판도를 혁신했다는 평가를 받았다.

LG에너지솔루션이 이같이 세계 최고의 배터리 기술력을 확보할 수 있었던 것은 지난 10여년간 2조원 이상을 R&D에 투자하고 2,500명이 넘는 R&D 인력을 확보했기 때문이다. 이를 증명하듯 LG에너지솔루션은 세계 최다 배터리 관련 특허를 보유하고 있다.

LG에너지솔루션이 보유하고 있는 배터리 관련 특허건수는 총 2만3,610건으로 주요 경쟁사들보다 적게는 3천건, 많게는 10배 이상 많은 것이다.

LG에너지솔루션은 이를 통해 2007년 세계 최초로 삼성분계 NCM523(니켈5:코발트2:망간3) 양극재 적용 배터리를 양산한데 이어 2016년에도 세계 최초로 NCM 622 양극재 적용 배터리를 양산하는 등 독보적인 기술력을 보유하고 있다.

여기에 LG에너지솔루션은 차세대 양극재로 각광받고 있는 하이니켈 분야에서도 용량, 수명, 저항 등 모든 성능이 앞서있는 것으로 평가받는 NCMA배터리를 올해 양산할 예정이다.

이 배터리는 알루미늄을 음극재로 사용하면서 코발트의 양을 줄인 것으로 양극재 내 니켈 함량이 90%에 달하고 비싼 코발트는 5%에 불과하다. 여기에 값싼 알루미늄 소재를 추가했기 때문에 가격경쟁력이 높다. 알루미늄 1톤당 가격은 코발트 대비 20배 가량 저렴한 것으로 알려졌다.

또 알루미늄 특성상 출력 성능까지 개선돼 모델Y와 같은 SUV, 픽업트럭 등에 더 적합한 배터리를 만들 수 있다. 그뿐만 아니라 수명, 용량, 저항 등에서 하이니켈 배터리 경쟁사 대비 모든 배터리 성능에서 우수하다.

세계 최초 양산형 전기차인 GM 쉐보레 볼트(Volt)와 LG에너지솔루션 배터리의 모습

이뿐만 아니라 지난 2019년에는 기존의 음극재에 실리콘이 첨가돼 20분만에 80% 이상 충전이 가능한 배터리를 세계 최초로 양산해 유럽의 프리미엄 전기차 브랜드에 납품했다.

LG에너지솔루션은 양극재, 음극재, 분리막이 합쳐진 개별 셀 (Mono-Cell) 수십 개를 쌓아 올린 다음 그 꼭대기 층에 분리막과 음극으로 구성된 개별 셀(Half-Cell)을 붙여 하나의 배터리를 완성하는 나아가 ‘라미&스택 (Lamination & Stacking)’ 제조 공법도 보유하고 있다. 이러한 고유 조립 공법은 2mm 미만의 초슬림 배터리를 구현할 수 있으며 에너지 밀도와 내구성 측면에서도 큰 장점이 있다.

또 LG에너지솔루션은 2004년 'SRS(Safety Reinforced Separator·안전성강화분리막)' 기술을 개발했다.

SRS는 분리막의 표면을 세라믹 소재로 얇게 코팅해 안전성과 성능을 대폭 향상시킨 LG에너지솔루션만의 고유 기술로 한국을 비롯해 미국, 중국, 유럽, 일본에서도 800여개의 특허 보유 중이다.

LG에너지솔루션은 소재회사들과 라이선스 계약 등을 맺어 1천억 원이 넘는 수익을 얻었으며 지금도 계속해 여러 업체로부터 관련된 기술료를 받고 있다.

LG에너지솔루션이 2013년 세계 최초로 개발한 미래형 배터리 3종 ‘스텝트 배터리(Stepped
Battery)’, ‘커브드 배터리(Curved Battery)’, ‘케이블 배터리(Cable Battery)’의 모습. 

배터리의 경우 기술 보호가 무엇보다 중요하다. 배터리는 리버스 엔지니어링(Reverse Engineering: 제품이 완성되기까지의 순서를 역으로 추적하고 분석함으로써 제품의 제조 과정과 성능을 파악하는 것)이 안되는 대표적인 분야이기 때문이다.

일례로 배터리의 핵심인 전극을 만들기 위해서는 복잡한 소재 기술과 배합 노하우가 있어야 하는데 이는 제품을 뜯어본다고 따라할 수 없다. 그래서 배터리 업체들은 외부에서 알아내기 어려운 핵심적인 기술은 영업비밀로 관리하고 이를 제외한 기술을 특허출원하는 블랙박스 전략을 취한다.

이렇듯 기술 개발로 축적된 노하우를 보호하는 것이 특히 중요한 만큼, 오랜 기간 막대한 투자로 확보한 영업비밀을 손쉽게 탈취하는 행위는 용납하지 않고 있다.

실제로 LG에너지솔루션은 2019년 4월에 미국 국제무역위원회(ITC)와 델라웨어주 연방지방법원에 SK이노베이션을 2차전지 영업비밀 침해로 제소했으며 지난 10일에 최종 승소하며 영업비밀을 법적으로 보호받기도 했다.

이날 미국 ITC는 SK이노베이션의 리튬이온배터리, 배터리 셀, 배터리 모듈, 배터리팩 및 기타 구성요소를 10년간 수입을 금지하는 명령을 내렸다. 이와 함께 SK이노베이션으로부터 배터리를 공급받기로 한 포드는 4년 안에, 폭스바겐은 2년 안에 새로운 배터리 공급사를 찾아야 하며 이때까지 수입을 허용하는 예외 조항을 뒀다.

LG에너지솔루션 글로벌 전기차 배터리 4각 생산체제

LG에너지솔루션은 오창-홀랜드-남경-브로츠와프로 이어지는 한국, 미국, 중국, 유럽 등 4개 지역에 글로벌 생산체제를 구축한 유일한 배터리 기업으로 고성능 순수전기차 200만대의 전기차를 생산하기에 충분한 생산능력을 보유하고 있다. 이 생산능력은 2023년까지 2배 이상 확대될 예정이다.

LG에너지솔루션은 이를 통해 글로벌 배터리 1위라는 지위를 유지한다는 계획이다. 특히 전기차뿐만 아니라 선박, 드론 등 육해공은 물론 우주시장까지 폭을 넓여나갈 방침이다.

LG에너지솔루션은 전기차(陸), 전기선박(海), 드론(空) 등 육·해·공은 물론 우주 시장까지 진출한 최초의 기업이다.

실례로 LG에너지솔루션은 2016년 미국항공우주국(NASA) 우주 탐사용 우주복에 리튬이온 배터리를 공급하는 업체로 선정돼 기술력을 인정받았다.

또 글로벌 자동차 브랜드 상위 20개 중 13개 브랜드(현대기아차· GM·폴크스바겐·메르세데스벤츠·포르쉐 등)가 LG에너지솔루션 배터리를 탑재하고 있다. 승용차 이외에도 전기버스·전기트럭 등 상용차 시장에도 배터리를 공급하는 등 다양한 제품 포트폴리오를 구축하고 있다.

노르웨이 조선사인 아이데스빅(Eidesvik)의 세계 최초 친환경 하이브리드 선박에 리튬이온 배터리를 공급하며 국내 배터리 업계 최초로 전기선박 시장에 진출한 바 있으며 주요 드론 업체들도 LG에너지솔루션 배터리를 채택하고 있다.

 



댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.