[전기차 배터리] 리튬이온 배터리(삼원계 배터리)

전기차 시대가 다가오고 있습니다. 올해부터는 전기차 전용플랫폼을 활용한 가성비 높은 전기차가 다수 출시될 예정입니다. 특히 현대자동차그룹은 2020년 말 온라인으로 열린 ‘CEO 인베스터 데이’에서 기존 사업 경쟁력 강화와 미래사업 역량 확보를 위해 올해부터 2025년까지 약 60조원을 투자한다는 계획도 발표했습니다. 

전기차 시대가 빠르게 열리고 있지만 걸림돌이 많습니다. 문제는 이처럼 전기차 시대가 열리고 있지만 전기차는 내연기관차와 정면승부를 펼치기엔 아직 부족한 점이 많다는 점입니다. 대부분 배터리에 얽힌 것들이지요. 우선 보조금을 받지 않으면 가격경쟁력에서 밀립니다. 현재 전기차의 가격은 내연기관차보다 약 1.5~2배 높습니다. 가격은 여전히 높고, 안전성은 담보되지 않았습니다. 이런 와중에 경쟁까지 치열해지고 있습니다. 국내 배터리 제조업계가 풀어야 할 과제가 적지 않습니다. 

 

 

 

• 전기차 가격

예전과 비교하면 많이 저렴해졌다곤 하지만 갈 길이 멉니다. 물론 전용 플랫폼을 통해 대량생산한다면 가격이 더 낮아질 수 있습니다. 하지만 전기차 가격의 절반을 차지하는 배터리 등 주요 부품 가격이 떨어지지 않는다면 한계가 있을 수밖에 없습니다. 지난해 테슬라 CEO인 일론 머스크가 3년 후 배터리를 자체 생산하겠다고 밝힌 것도 이와 무관하지 않습니다. 이런 추세를 감안했을 때 아마도 5년 후면 전기차가 보조금 없이도 내연기관차와 경쟁할 수 있지 않을까 생각합니다. 

 

 

• 전기차 안전성

전기차에 부족한 건 가격경쟁력만이 아닙니다. 안전성도 부족합니다. 현재 전기차에 가장 많이 쓰이고, 가장 진보한 전기차 배터리는 리튬이온 배터리(삼원계 배터리)입니다. 에너지 밀도가 높아서 1회 충전으로 갈 수 있는 거리가 길고, 고출력을 내는 데에도 유용합니다. 
이런 장점만큼 단점도 분명합니다. 배터리가 압력이나 충격을 받으면 열이 발생해 화재가 발생할 가능성이 높습니다. 게다가 이 배터리는 특성상 한번 불이 붙으면 전소되기 전엔 불을 끄기 힘듭니다. 2020년 연이어 일어났던 코나 전기차 화재 사고에서도 마찬가지였습니다. 애플이 2024년에 출시할 예정인 전기차에 리튬인산철 배터리를 사용하려는 것도 이런 불안감에서 입니다. 

 

 

• 배터리 제조

배터리 업계는 에너지 밀도를 더 높이면서도 급속 충전이 가능하고, 충ㆍ방전을 반복해도 수명이 빠르게 줄지 않는 전고체 배터리를 개발하고 있습니다. 배터리 핵심부품인 전해질이 고체이기 때문에 안정적이고, 화재 위험성도 낮습니다. 가격도 지금보다 30%가량 저렴해질 수 있습니다. 하지만 전고체 배터리는 앞으로 3~4년은 더 지나야 현실화합니다. 아직 양산할 기술이 부족해서입니다. 
전기차 시대가 본격화하려면 배터리 기술 개발은 필수입니다. 경쟁도 치열합니다. 현재 배터리 시장에서 한ㆍ중ㆍ일이 경쟁을 펼치고 있습니다. 한국에서는 LG에너지솔루션ㆍ삼성SDIㆍSK이노베이션이, 중국에서는 CATL과 BYD가, 일본에서는 파나소닉이 상위권을 차지하고 있습니다. 전기차 시장이 커지고 있고, 배터리 관련 기술이 전기차 시장을 견인할 수 있는 여지가 있는 만큼 경쟁은 더욱 치열해질 것으로 보입니다. 

 

 

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  완성차 업체와 배터리 업체

배터리 업체들끼리만 경쟁할 것으로 보이지도 않습니다. 완성차 업체들도 지금은 배터리를 배터리 업체에 맡기고 있지만, 이런 구조를 계속 유지할지는 의문입니다. 수직계열화와 하청구조를 통해 자동차를 만들어온 글로벌 제조사들은 자체적으로 배터리를 공급받길 원합니다. 
신규 진입자인 테슬라조차 배터리 자체 생산을 선언한 것만 봐도 그렇습니다. 물론 배터리를 하루아침에 뚝딱 만들어내기는 어렵습니다. 중요한 건 전기차 제조사들이 배터리를 자체 생산하겠다는 의지가 강하다는 것입니다. 국내 배터리 3사 앞에 놓인 과제가 만만치 않다는 방증입니다.