현재 전자제품이나 전기차, 에너지 저장 장치(ESS)에 사용되는 배터리의 대세는 리튬 이온 배터리입니다. 리튬 이온 배터리의 높은 에너지 밀도와 적당한 가격 덕분이지만, 그래도 몇 가지 단점이 꾸준히 제기되고 있습니다. 우선 리튬이 풍부한 자원이 아니고 몇몇 국가에 매장량이 편중되어 있습니다. 결국 자원이 한정되어 있다 보니 앞으로 전기차가 대세가 되고 에너지 저장 시스템 수요가 늘어나면 가격이 폭등할 가능성이 있습니다. 두 번째 문제는 화재 위험성입니다. 한 번 열폭주가 일어나면 감당하기 어려운 사고가 날 가능성이 있습니다. 이런 이유로 일찍부터 연구된 대안이 나트륨(소듐) 이온 배터리입니다. 리튬과 성질이 비슷하지만, 훨씬 풍부한 나트륨을 사용하면 자원 고갈 우려도 없고 화재 위험성도 낮기 때문에 일찍부터 연구가 진행됐습니다. 나트륨 이온 배터리의 구조는 리튬 이온 배터리와 거의 동일합니다. 양극재, 음극재, 전해질, 분리막으로 이뤄진 배터리 내부를 리튬 이온 대신 나트륨 이온이 이동하면서 전기화학적 반응을 통해 에너지를 저장하거나 방출합니다. 다만 나트륨 이온이 리튬 이온보다 크다 보니 아무래도 효율은 낮아서 상용화를 위해 에너지 저장 밀도를 올리는 데 오랜 시간이 걸렸지만, 이제는 점차 상업화 단계에 접어들고 있습니다. 나트륨 이온 배터리는 같은 용량의 리튬 이온 배터리보다 좀 더 무거울 순 있으나 가격이 저렴하고 안전성이 높으며 공급 걱정이 없기 때문에 대규모 에너지 저장 장치에 유리합니다. 하지만 리튬 이온 배터리와 마찬가지로 나트륨 이온 배터리도 양극재와 음극재가 필요합니다. 소금에도 들어 있는 나트륨이 아무리 풍부해도 양극재나 음극재가 구하기 힘든 소재라면 대량 생산에 걸림돌이 될 수밖에 없습니다. 이 문제를 극복하기 위해 지난 2022년 유럽 최대의 제지회사인 핀란드의 스토라 엔소(Stora Enso)는 펄프를 제조하고 남는 물질인 리그닌을 원료로 만든 양극재 물질인 리그노드(Lignode)를 선보였습니다. 나무에서 두 번째로 풍부한 성분인 리그닌은 목재의 단단함을 유지하는 데 중요한 역할을 하지만, 종이를 만들 때는 필요 없는 성분으로 버려집니다. 현재까지 리그닌을 재활용하는 가장 대표적인 방법은 소각해서 연료로 사용하는 것입니다.하지만 리그닌은 매우 튼튼하고 유용한 성질을 가진 물질이라 과학자들은 일찍부터 바이오 플라스틱 소재나 다른 용도로 사용하기 위해 연구해 왔습니다. 스토라 엔소가 리그닌을 이용해 만든 양극재 소재인 리그노드는 가장 비슷한 소재인 흑연과 비교해도 더 빠른 충전 속도를 지니고 있습니다. 유럽 입장에서 보면 중국에서 주로 수입되는 흑연을 쉽게 대체해 공급망을 내재화 할 수 있다는 장점도 있습니다. 본래 리그노드는 리튬 이온 배터리에 사용하기 위해 개발된 양극재 소재이지만, 스토라 엔소는 나트륨 이온 배터리 양극재로도 활용할 수 있을 것으로 보고 관련 기업인 알트리스(Altris)와 협업해 프로토타입 리그노드 나트륨 이온 배터리를 개발한다고 발표했습니다. 이 나트륨 배터리는 양극재로는 리그노드를 음극재로는 프러시안 화이트를 사용하는데, 프러시안 화이트 역시 철, 질소, 산소, 탄소처럼 쉽게 구할 수 있는 소재로 만들어졌습니다. 따라서 다른 나라에서 수입할 필요 없이 유럽 자체적으로 공급망을 구축해서 생산이 가능합니다. 여기까지만 보면 좋은 이야기밖에 없지만, 실제 상용화를 위해서는 갈 길이 먼 게 사실입니다. 리그노드 나트륨 이온 배터리 개발에 성공했다고 해도 경제성이 있으려면 충분한 에너지 밀도와 적당한 가격을 확보해야 합니다. 그리고 실제 양산을 위해서는 리튬 이온 배터리처럼 막대한 투자가 불가피합니다. 화재 위험성과 자원 부족에도 불구하고 리튬 이온 배터리 산업에는 이미 막대한 자본이 투자된 덕분에 수요를 충족시키고도 남는 생산 시설과 공급망이 갖춰진 상태입니다. 나트륨 이온 배터리가 시장에 진입하기 위해서는 여기에 준하는 대규모 투자가 필요합니다. 나트론 같은 일부 스타트업이 나트륨 이온 배터리 생산을 시작했지만, 지금까지 투자된 규모를 생각하면 당분간 리튬 이온 배터리가 대세가 될 수밖에 없는 게 현실입니다. 풍부한 자원과 친환경, 공급망 내재화 등의 가능성을 내세운 리그노드 나트륨 이온 배터리가 배터리 시장을 비집고 들어와 성공을 거둘 수 있을지 앞으로 결과가 주목됩니다.

지난 24일 이주노동자 18명 등 모두 23명의 목숨을 앗아간 경기도 화성의 리튬 일차전지 제조공장에서 발생한 금속화재는 별도 대응 매뉴얼이나 전용 소화기가 제대로 갖춰지지 않은 상태에서 빚어진 참사였다. 2년 전 리튬 이차전지가 원인이었던 카카오톡 먹통 사태를 경험했건만 인명 피해까지 나는 사고로 이어졌으니 참담할 따름이다. 소방당국이 화재 진화에 애를 먹었던 것은 리튬의 ‘열폭주’ 현상 때문이었다. 리튬전지는 음극과 양극을 차단하는 분리막이 있는데 이 분리막이 외부 충격이나 열 등으로 손상되면 양극과 음극이 접촉하면서 순식간에 1000도 이상의 고열을 내며 폭발한다. 게다가 물에 닿게 되면 가연성 가스가 생기면서 불을 더 키울 수 있어 마른 모래나 팽창 질석 등으로 진화해야 한다. 소방당국이 초기에 쉽게 진화를 하지 못했던 이유다. 리튬배터리에 대한 산업적 수요가 늘면 늘수록 이런 금속화재 또한 빈번해질 가능성이 높다. 2년 전 카카오톡 먹통 사태를 빚은 SK 판교 데이터센터 화재는 이차전지인 리튬이온배터리가 원인이었다. 당시에도 리튬의 열폭주 현상으로 초기 진화에 어려움을 겪었다. 하지만 리튬 소재 자체에 대한 규제와 달리 리튬을 생산하는 과정에는 아직 규제 기준이 없다. 정부는 리튬을 일정량 이상 취급하는 경우 위험물안전관리법으로 규제한다고 한다. 이번 사고처럼 리튬전지를 생산하는 과정에 대해서는 규제 방안을 고민하지 않았다니 정부의 안이함을 지적하지 않을 수 없다. 물로 끌 수 없는 금속화재 등 새로운 유형의 화재에 대비한 정부 차원의 종합적 대책이 시급하다. 정부는 제조업체의 중대재해법 위반 여부에 대한 조사와 피해자 보상책 마련 등의 조치를 마련하겠다고 한다. 하지만 더 급한 일은 제조 과정의 안전관리 기준을 마련하고 전용 소화기 개발에 민관이 머리를 맞대는 작업이다. 리튬 전용 소화기는 세계 어디에도 개발된 것이 없다. 화재 시 긴급대피 등 근로자들에 대한 안전교육을 강화하고 산업 현장의 외국인 노동자 과잉 의존을 개선하는 방안도 고민해야 한다. 국내 산업 현장은 한국어 구사가 원활하지 않은 이주노동자들이 없으면 돌아가지 않을 정도로 이주노동자에 대한 의존도가 높다. 이들에 대한 안전교육을 특히 강화하고 현장 근로에 대한 사회의 부정적 인식을 개선하는 작업도 필요하다.

리튬전지 화재, 물로 냉각하는 방법 외 뾰족한 수 없어 경기 화성시의 일차전지 제조 업체에서 발생한 화재로 다수의 인명피해가 우려되는 가운데, 리튬 배터리 화재의 위험성이 다시 주목받고 있다. 리튬이온 배터리 화재는 보통 열 폭주 현상에 의해 발생한다. 양극, 음극, 분리막, 전해액 등으로 구성된 배터리에서 분리막이 손상되면 양극과 음극이 접촉해 과열되면서 화재가 발생하는 것이다. 이때 배터리 안에서 산소와 가연성 가스가 폭발하듯 터져 나올 수 있어 실제 불이 난 아리셀 공장에서는 화염·연기와 함께 폭발이 연달아 발생하고 있다. 현재 마른 모래 등을 준비하고 있지만 연이은 폭발로 소방대원의 내부 진입이 불가능한 상황인 것으로 알려졌다. 불길의 워낙 거센데다, 리튬전지에 난 불은 일반 화재와 달리 물로는 진화가 안 돼 불이 붙은 배터리가 완전 연소 되기만을 기다리는 상황이다. 소방 쪽은 진화인력과 장비의 현장 진입 자체가 어려워 방화선만 구축한 채 주변 공장으로 불이 번지지 않도록 하는 데 역점을 두고 있다. 현재까지 소재 파악이 안 된 현장 근무 직원은 21명이다.

SK그룹이 SK이노베이션과 SK E&S 합병을 추진하는 등 고강도 그룹 구조조정(리밸런싱) 작업을 본격화하고 나섰다. SK는 재계 1위인 삼성(계열사 63개)보다 약 3.5배 많은 219개 계열사를 가지고 있으며 이 때문에 사업 비효율화 문제 해결을 당면 과제로 안고 있다. SK이노베이션은 20일 SK E&S와의 합병설과 관련해 “사업 경쟁력 강화를 위해 합병 등 다양한 전략적 방안을 검토 중이다. 다만 현재까지 구체적으로 결정된 바는 없다”고 밝혔다. 회사 측의 이 같은 해명에도 이날 오전 SK이노베이션 주가는 장중 최고 20% 급등하는 등 시장에서는 합병 소식을 민감하게 받아들이고 있다. SK이노베이션은 전 거래일 종가 대비 15.57% 급등한 12만 1000원에 거래를 마쳤다. 두 회사의 합병이 성사된다면 SK이노베이션은 매출 90조원, 자산 총액 100조원이 넘는 초대형 에너지 기업으로 탄생한다. 그룹 측은 합병을 통해 규모의 경제를 이루고 나아가 SK이노베이션의 배터리 자회사로 만성 적자를 겪고 있는 SK온의 실적 부진을 상쇄할 수 있다고 판단하고 있다. SK이노베이션과 SK E&S뿐 아니라 다른 계열사들의 합병설과 매각설도 이어지고 있다. 앞서 전기차 배터리 계열사 SK온을 윤활유 제조 기업 SK엔무브와 합병해 상장하는 방안, 배터리 분리막 제조 기업 SK아이이테크놀로지(SKIET) 지분을 매각해 투자 자금을 확보하는 방안, SK E&S와 SK온을 합병하는 방안 등이 거론돼 왔다. 시장이 SK의 고강도 쇄신을 기정사실화한 것은 내부에서조차 투자 비효율과 계열사 실적 부진에 대한 우려의 목소리가 높기 때문이다. 앞서 최태원 SK그룹 회장은 그룹의 방만한 투자를 지적하고 ‘서든데스’(돌연사) 위기를 재차 언급한 바 있다. 이에 그룹이 219개 계열사 간 중복 사업을 조정하고 비핵심 사업을 정리할 것이라는 관측에 무게가 실려 왔다. 그룹은 당장 오는 28일부터 1박 2일간 경기 이천 SKMS연구소에서 열리는 그룹 경영 전략 회의를 열고 그간 논의해 온 그룹사 사업 재편 계획을 구체화할 것으로 보인다. 최창원 SK수펙스추구협의회 의장은 최근 경영진 회의에서 “이름도 다 알지 못하고, 관리도 안 되는 회사가 이렇게 많은 건 말이 안 된다”고 지적한 것으로 알려졌다. 앞서 SK그룹은 작년 말 조직개편에서 그간 SK수펙스추구협의회와 SK㈜로 분산된 투자 기능을 SK㈜로 모두 이관해 중복 투자 기능 일원화 및 효율화에 나섰다. 이미 인적 쇄신 작업이 이뤄지고 있다. 박성하 SK스퀘어 대표이사(사장)는 최근 성과 미비를 이유로 그룹으로부터 해임 통보를 받은 것으로 알려졌다. 박 사장은 지난해 3월 박정호 SK하이닉스 부회장 후임으로 SK스퀘어 대표로 선임된 이후 올해 초 연임에 성공했지만 3개월 만에 경질된 것이다. 설립 후 10개 분기 연속 적자 행진을 이어 가는 SK온에서는 성민석 최고사업책임자(CCO)가 보직 해임됐다. 해외 투자 지분도 매각하고 있다. 이미 베트남 재계 2위 유통기업 마산그룹에 투자했던 지분 9.0% 전량을 처분하는 풋옵션(주식을 팔 수 있는 권리)을 행사했고, 매각 협상은 마무리 단계에 접어들었다. 2018년 투입했던 금액은 4억 5000만 달러(약 5300억원)로, 올해 말까지 원금과 이자분을 회수한다는 계획이다. ‘베트남의 삼성’으로 불리는 빈그룹과도 지분 매각 협상을 진행하고 있다. SK그룹은 2019년 빈그룹 지분 6.1%를 10억 달러(1조 1800억원)에 인수했다. 한편 SK이노베이션이 노소영 아트센터 나비 관장을 상대로 그룹 본사 사옥인 종로구 서린빌딩에서 미술관을 퇴거해 달라고 제기한 ‘부동산 인도 등 청구 소송’에도 재계의 관심이 쏠리고 있다. 서울중앙지법 민사36단독(부장 이재은) 재판부는 21일 오전 이 사건의 1심 선고기일을 열고 퇴거 여부를 결정한다. 앞서 SK이노베이션 측은 아트센터 나비 측이 2019년 9월 임대차 계약 종료에도 사옥 4층 미술관 공간을 불법 점유하고 있다며 소송을 제기했다.

지난달 30일(현지시간) LG에너지솔루션과 미국 최대 완성차업체 제너럴모터스(GM)가 합작해 설립한 얼티엄셀스 제2공장이 언론에 최초로 공개됐다. 미국 테네시주 스프링힐에 축구장 35배 크기인 24만 7000㎡ 규모로 조성된 공장은 교육과 제조 등 공정을 한 곳에서 이뤄 내고 통상 1년 정도 걸리는 수율(품질 기준 달성률)을 한 달 만에 90%까지 끌어올리는 등 한미 경제 협력의 산실로 자리하고 있었다. 미세먼지 차단을 위해 방진복으로 중무장하고 들어서자 100m가량 이어진 전기차 배터리 조립 라인이 보였다. 배터리 제조는 전극, 조립, 활성화, 팩 순으로 진행되는데 이날은 조립공정 부분을 공개했다. 앞서 만들어진 양·음극판에 합선을 막는 분리막을 접합한 뒤 평평하게 겹쳐 쌓아 만든 셀을 은색 외장재(파우치)에 전해액과 함께 넣고 밀봉한다. 전해질 주입 전후의 무게 오차를 측정하는 저울은 소수점 아래 수치까지 일치했다. 기계를 점검, 조작하는 직원 몇 명만 보일 뿐 조립공정 전체가 자동 진행됐다. 배터리는 GM의 프리미엄 브랜드 캐딜락의 첫 전기차 ‘리릭’에 탑재된다. 김영득 법인장은 “LG는 30년 이상 쌓은 경험·기술을 바탕으로 높은 수율을 달성하면서 업계를 선도하고 있고, GM은 환경·안전·법률 등을 담당하면서 매우 좋은 팀워크를 보이고 있다”고 소개했다. 이곳에서 북쪽으로 87마일(140㎞) 정도 떨어진 클라크스빌에는 축구장 13개 면적 크기로 LG전자 공장이 들어서 있다. 9대의 자율주행 물류 로봇(AMR), QR 코드대로 움직이는 170여대의 무인운반차(AGV)가 세탁기 자재·부품을 실어 나르고 로봇 팔이 조립한다. LG전자가 개발한 시뮬레이션 기술 ‘디지털 트윈’(현실 사물을 가상 세계에 구현)을 접목해 30초마다 데이터를 수집·분석하고 10분마다 예측을 적용해 공정이 진행된다. 공장 자동화율은 LG전자 17개 해외 생산기지 중 최고 수준인 64%로 내년 초까지 70% 선으로 상향하는 걸 목표로 하고 있다. 또 세탁기 공장 인근에 LG화학은 양극재 공장을 짓고 있다. 공장은 2018년 당시 도널드 트럼프 대통령이 미국 가전사 월풀의 시장점유율이 하락하자 한국산 수입 세탁기에 고율 관세를 부과하는 세이프가드(긴급수입제한조치)를 발동한 데 대한 대응으로 가동됐다. 손창우 법인장은 지난달 31일 간담회에서 “미 대선 결과에 따라 대응 전략을 조금씩 다르게 준비하고 있다”면서 “통상 이슈가 생겨서 또 다른 생산지를 마련해야 할 일이 발생할 때에 대비해 다른 제품 생산도 고려하는 대응책”이라고 말했다.

#지난달 30일(현지시간) 미국 테네시주 스프링힐의 얼티엄셀즈 제2공장. LG 에너지솔루션이 미 최대 완성차업체 GM과 합작 설립한 전기차용 배터리 제조공장, 축구장 35배 크기인 24만 7000㎡ 규모 생산시설이 언론에 최초 공개됐다. 미세먼지 차단을 위해 방진복으로 중무장하고 들어서니 100m가량 이어진 전기차 배터리 조립 라인이 보였다. 배터리 제조는 전극, 조립, 활성화, 팩 순으로 진행되는데 이날 공개된 건 조립 공정. 앞서 만들어진 양·음극판에 합선을 막는 분리막을 접합한 뒤 평평하게 겹쳐 쌓아 만든 셀을 은색 외장재(파우치)에 전해액과 함께 넣고 밀봉한다. 전해질 주입 전후 무게 오차를 측정하는 저울은 소수점 아래까지 일치했다. 기계를 점검, 조작하는 직원 몇 명만 보일 뿐 조립 공정 전체가 자동 진행됐다. 김영득 법인장은 “30년 이상 쌓은 양산 경험, 기술을 바탕으로 올해 3월 양산 이후 한 달여 만에 수율(결함없는 제품 완성비율) 90% 이상을 달성했다”고 했다. 과거 폴란드 공장에선 1년 넘게 걸렸는데, 양산 한 달 만에 수율 90% 달성은 동종 업계 역대 최단 기간 성과라고 한다.이렇게 생산된 배터리는 GM의 프리미엄 브랜드 캐딜락의 첫 전기차 ‘리릭’에 탑재됐다. 전기차 성능의 핵심은 배터리 기술인데, LG 배터리를 탑재한 리릭은 1회 충전으로 약 500㎞를 간다. 얼티엄셀즈 제2공장의 연간 생산 목표는 50기가와트시(GWh)다. 500㎞ 이상 달릴 수 있는 3세대 전기차 배터리 60만대를 생산할 수 있는 분량이다. 전기차 침체기인 지금도 라인 증설이 계속되고 있고, 공장 주변 곳곳에는 “전 직종 채용”이라는 현수막이 나부끼고 있었다. GM 최고책임자인 크리스 드소텔스 공장장은“LG는 오랜 경험과 차별화된 기술을 갖춘 최고의 파트너”라며 “최고급 차 리릭의 출시는 양사 파트너십의 중요한 이정표”라고 강조했다.#31일 얼티엄셀즈 제2공장에서 약 87마일 북쪽 클라크스빌에 있는 LG전자 공장. 축구장 13개 면적 공장 안에서 9대의 자율주행 물류 로봇(AMR), 바닥에 찍힌 QR코드대로 움직이는 170여대의 무인운반차(AGV)가 세탁기 자재·부품을 실어나르고 있었다. 기존에는 사람이 하루에 6000번 이상 직접 했던 부품 운반 작업을 AGV가 처리하면서 테네시 공장은 ‘완전 무인 물류 체계’가 구축됐다. 최근엔 AI(인공지능)을 적용, AGV가 병목현상이 발생하는 곳에서 스스로 빠른 우회로를 찾아 이동하도록 시스템도 개선했다. 생산설비에 배치된 로봇팔들은 운반된 부품들로 제품을 조립했다. LG전자가 개발한 시뮬레이션 기술 ‘디지털 트윈’(현실 세계 기계나 장비, 사물 등을 컴퓨터 속 가상 세계에 구현)’이 접목돼 30초마다 공장 데이터가 수집·분석 돼 10분 뒤 생산설비를 예측하고 자재를 제때 공급한다. 길이 500ｍ, 폭 100ｍ의 공장 건물에선 생산·용접·가공·조립·검사 공정의 상당 부분을 로봇이 작업해 자동화 수준이 상당했다. 금속 프레스 가공, 플라스틱 사출 성형, 도색 등 부품 제조를 공장 안에서 소화하는 테네시 공장에는 LG전자가 자체 개발한 ‘지능형사출시스템’이 설치돼 있다. 금형에 온도·압력 센서를 달아 데이터를 실시간 수집·분석해 최적의 사출 조건을 유지하도록 관리한다. 이를 통해 테네시 공장의 부품 생산성은 기존 대비 약 20% 향상됐고, 불량률은 60% 정도 개선됐다. 이 공장의 자동화율은 LG전자 17개 해외 생산기지 중 최고 수준인 64%다. 올 연말까지 68%, 내년 초까지 70% 이상으로 끌어올릴 계획이라고 손창우 법인장은 밝혔다.이곳은 2018년 1월 미 가전사 월풀이 삼성·LG전자에 시장 점유율을 뺏기자 트럼프 행정부가 한국산 수입 세탁기에 고율 관세를 부과하는 세이프가드(긴급수입제한조치)를 발동한 데 대한 대응 조치로 가동됐다. 손 법인장은 이날 공장에서 열린 특파원단 간담회에서 “트럼프 당선 시와 조 바이든 (대통령) 당선 시 대응 전략을 조금씩 다르게 준비하고 있다”면서 “만약 통상 이슈가 생겨서 또 다른 생산지를 마련해야 한다면 비단 냉장고 뿐 아니라 TV 등 다른 제품을 생산할 수도 있다”며 미리 대비하고 있다고 밝혔다. 그럼에도 LG전자의 고용은 초기 800명에서 900명으로 늘었다. 생산 라인에서 줄인 인력보다 증설하는 설비를 가동할 인력이 더 많이 필요하기 때문이다. LG 관계자는 “자동화로 업무가 사라지는 직원에 대한 교육에도 투자하고 있다”며 “LG 협력사의 추가 진출에도 대비, 인근 학교와 협력하는 등 지역 사회와 공존 방안도 검토하고 있다”고 전했다.공장 인근에는 LG화학이 지난해 12월 착공한 배터리 생산용 양극재 공장에서 철근 기초 구조물이 한창 올려지고 있었다. LG화학은 2026년 6월부터 양산을 시작, 2028년 4월까지 고성능 순수 전기차 약 60만대분에 해당하는 연간 6만t의 NCM(니켈·코발트·망간) 양극재 생산 능력을 갖춘다는 계획이다. 7만 6000㎡의 부지에 약 2조원을 투자한 양극재 공장이 완공되면, LG 그룹은 LG전자 공장, 얼티엄셀즈 제2공장과 함께 테네시에 3각 생산기지를 갖추게 된다. 이를 통해 AI(인공지능), 빅데이터 등 그간 축적한 제조 노하우를 끌어올려 미 시장 경쟁력을 강화해 갈 방침이다.

국내 연구진이 오래가고, 안전한 고용량 리튬이온전지 소재를 개발하는 데 성공했다. 성균관대 화학공학과 연구팀은 실리콘 기반 고엔트로피 합금 소재를 이용해 고용량, 장(長)수명 리튬이온전지 음극 소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 에너지 분야 국제 학술지 ‘에너지 및 환경과학’에 실렸다. 배터리 소재는 양극재, 음극재, 분리막, 전해질 4가지로 구성된다. 음극재는 충전 과정에서 환원반응으로 리튬을 저장하고 방전 과정에서 산화반응으로 리튬을 방출하는 기능을 한다. 리튬이온전지는 이런 산화환원 반응을 통해 충·방전을 거듭할 수 있는 전지로 스마트폰, 노트북, 전기차 등에 사용된다. 전기차 시장이 확대되면서 핵심인 배터리 기술 경쟁도 치열해지고 있다. 현재 음극재로 쓰이고 있는 흑연은 용량 한계에 이르러, 이론상으로 흑연의 약 11배에 이르는 고용량 실리콘으로 대체하기 위한 연구가 활발하다. 문제는 실리콘 소재는 전기전도도가 낮고, 충·방전을 반복하면 부피가 팽창해 안정성이 떨어진다는 점이다. 이에 연구팀은 다양한 조성의 원소로 이뤄진 실리콘 기반 고엔트로피 합금 소재를 개발해, 한 가지 소재로는 구현하기 힘든 물성을 부여해 실리콘 성능 저하 문제를 해결했다. 연구팀은 고용량 실리콘(Si), 고반응성 인(P), 빠른 전도성을 가진 게르마늄(Ge), 자가 복원력을 가진 액체 금속 갈륨(Ga)의 장점을 도입한 GaGeSiP3라는 소재를 개발했다. GaGeSiP3는 2000회의 충·방전 이후에도 1121㎃h/g의 고용량을 유지하는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 박호석 성균관대 교수는 “이번 연구는 리튬이온전지 에너지밀도를 향상하는데 핵심 소재인 실리콘의 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시했을 뿐만 아니라, 고엔트로피 합금 소재를 반응성이 높은 인(P) 원자에서도 처음으로 구현하였다는 점에서 의의가 있다”고 말했다.

김동명 LG에너지솔루션 사장이 배터리 업계에 만연한 ‘특허 무임승차’에 칼을 빼들었다. 최근 중국과 유럽 등 배터리 후발 기업들의 특허 침해에 소송을 포함한 강경 대응을 예고했다. 24일 LG에너지솔루션에 따르면 회사가 보유한 특허 중 경쟁사가 침해하거나 침해할 것으로 예상되는 ‘전략특허’는 1000여개다. 이 가운데 경쟁사가 이미 침해한 것으로 확인된 특허만 580건에 이른다. LG에너지솔루션은 현재 배터리 제조에 상용화돼 쓰이는 기초 기술인 1세대 기술부터 첨단 3세대 기술까지 현재 등록 기준 3만 2000여건, 출원 기준 5만 8000여건에 이르는 특허를 확보하고 있다. LG에너지솔루션은 정보기술(IT) 기기용 소형 배터리부터 전기차용 중대형 배터리에 이르기까지 이미 상업화돼 시장에 판매되는 경쟁사의 제품에서 LG에너지솔루션의 고유 기술을 침해하는 사례가 다수 발견되고 있다고 밝혔다. 실제 유럽 각지에 전기차를 판매하는 A사의 전기차 배터리를 분석한 결과 LG에너지솔루션의 코팅 분리막, 양극재, 전극·셀 구조 등 핵심 소재와 공정에서 특허 침해가 30건 이상 확인됐다. 글로벌 전자기기 제조 업체에 납품되는 B사의 배터리 역시 LG에너지솔루션의 특허를 무단 사용한 것으로, 50건 이상의 특허를 침해한 것으로 파악됐다는 설명이다. 김 사장은 “글로벌 시장에서 공정한 경쟁을 위한 필수 요소는 지식재산권 존중”이라며 “기업의 존속과 산업의 발전을 위해 지식재산권을 보호하고 무분별한 특허 침해에 엄중히 대응해 나갈 것”이라고 말했다.

LG에너지솔루션이 배터리 업계에 만연한 ‘특허 무임승차’에 강력 대응하기로 했다. 경쟁사들의 불법적인 특허 침해를 근절하며 글로벌 배터리 특허 라이선스 시장을 조성해 배터리 산업의 공정한 경쟁을 선도하겠다는 김동명 사장의 의지가 반영됐다. 24일 LG에너지솔루션에 따르면 회사가 보유한 특허 중 경쟁사가 침해하거나 침해할 것으로 예상되는 ‘전략특허’는 1000여개다. 이 가운데 경쟁사가 이미 침해한 것으로 확인된 특허만 580건에 이른다. LG에너지솔루션은 현재 배터리 제조에 상용화돼 쓰이는 기초 기술인 1세대 기술부터 첨단 3세대 기술까지 현재 등록기준 3만 2000여건, 출원기준 5만 8000여건에 이르는 특허를 확보하고 있다.LG에너지솔루션은 정보기술(IT) 기기용 소형 배터리부터 전기차용 중대형 배터리에 이르기까지 이미 상업화돼 시장에 판매되는 경쟁사의 제품에서 LG에너지솔루션의 고유 기술을 침해하는 사례가 다수 발견되고 있다고 설명했다. 실제 유럽 각지에 전기차를 판매하는 A사의 전기차 배터리를 분석한 결과 LG에너지솔루션의 코팅분리막, 양극재, 전극·셀 구조 등 핵심 소재와 공정에서 특허 침해가 30건 이상 확인됐다. 글로벌 전자기기 제조 업체에 납품되는 B사의 배터리 역시 LG에너지솔루션의 특허를 무단 사용한 것으로, 확인된 특허 침해만 50건 이상이라고 LG에너지솔루션은 강조했다. 글로벌 배터리 시장의 빠른 성장으로 배터리 기업 간 경쟁이 격화하면서 무분별한 기술 도용 사례도 급증했다. 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 전기차 배터리 시장은 2015년 28GWh(기가와트시)에서 2023년 706GWh로 25배가량 성장했으며, 2035년에는 5256GWh 규모로 성장할 것으로 전망된다. 이런 가운데 주요 기술 특허를 선점한 LG에너지솔루션과 달리 우수한 특허를 확보하기 어려운 후발 기업들은 특허 무단 사용으로 유럽, 중국, 인도, 동남아 등으로 시장 진출을 확대하고 있다. 이에 LG에너지솔루션은 합리적인 라이선스 시장 구축을 주도하기 위해 특허풀(Pool)이나 특허권 매각 등 다양한 방식의 수익화 모델을 활용해 나갈 계획이다. 우선 현재 시장에서 침해 중인 특허를 중심으로 글로벌 특허풀을 통해 주요 특허를 단계적으로 라이선스해 라이선스 사업과 관리를 효율화할 방침이다. 이를 통해 선도업체는 특허권에 대한 합리적인 로열티를 받아 기술 개발 등에 투자를 확대하고, 후발 기업은 정당한 특허권 사용을 통해 제품의 경쟁력을 높이는 선순환 구조가 만들어질 수 있을 것으로 회사 측은 기대하고 있다. 정당한 라이선스 계약 없이 무분별한 기술 침해가 지속될 경우 특허침해 금지소송 등 강경하게 대응할 방침이다. 이를 위해 미국, 유럽, 중국 등 주요 시장에서 현지 전문가를 적극 확보해 글로벌 소송 역량을 강화하고 지적재산권(IP)을 관리하는 해외 IP 오피스를 확대해 글로벌 지적재산권을 체계적으로 관리·감독해 나갈 계획이다.김 사장은 “글로벌 시장에서 공정한 경쟁을 위한 필수 요소는 지적재산권 존중”이라며 “기업의 존속과 산업의 발전을 위해 지적재산권을 보호하고 무분별한 특허 침해에 엄중히 대응해 나갈 것”이라고 말했다. 이어 “선도업체로서 합리적인 라이선스 시장 구축에 앞장서 특허권에 대한 정당한 대가를 수취하고, 미래 핵심 기술 개발도 보다 적극적으로 추진해 LG에너지솔루션만의 차별화된 고객가치를 지속적으로 제공해 나갈 것”이라고 덧붙였다.

국내 연구진이 기체 혼합물에서 온실가스인 이산화탄소만 선택적으로 투과시킬 수 있는 분리막 기술을 개발해서 화제다. 카이스트 생명화학공학과 연구팀은 고분자 분리막 구조와 화학적 특성을 제어해 고효율로 이산화탄소를 분리, 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 멤브레인이라고 불리는 분리막은 원하는 물질을 선택적으로 투과시키는 장치다. 기존의 고분자 분리막은 구조가 치밀해 다양하게 활용하기가 어려웠다. 이런 단점을 보완하기 위해 일정한 미세 기공을 갖는 소재를 분리막으로 활용해 기체의 투과 선택성을 높이려는 연구가 수행되고 있지만, 제조 과정이 복잡하고 강도가 약해 실제 공정에 사용하기는 적합하지 못한 상태다. 이에 연구팀은 가공성 높은 고분자를 소재로 하고, 제어가 쉬운 화학반응을 이용해 미세 기공을 만들었다. 특히 낮은 비용으로 양산할 수 있고, 반응 디자인에 따라 다양한 화학 반응에 적용할 수 있다. 이번에는 이산화탄소를 대상으로 하기 위해 고분자 분자체 분리막에 아미노 화학작용기를 도입했다. 또 고성능이지만 쉽게 부서지는 탄소 분자체 분리막과 달리 기계적, 화학적 안정성이 높고 유연성이 크다는 장점이 있다. 이 때문에 대량생산도 쉽다. 이번에 개발된 분리막 기술은 분리 공정에 따라 맞춤형으로 적용할 수 있어서, 다양한 산업 분야에 확대 적용할 수 있다. 연구를 이끈 배태현 교수는 “이번에 개발한 분리막은 간단한 공정만으로 이산화탄소를 효과적으로 분리할 수 있는 고분자 소재를 만들 수 있다는 장점이 있다”라며 “수많은 화학 산업, 환경 분야에서도 넓게 적용이 가능할 것”이라고 말했다.

롯데케미칼과 롯데정밀화학은 아시아 최대 규모 국제 플라스틱·고무산업 박람회 ‘차이나플라스 2024’에 참가한다고 19일 밝혔다. 오는 23~26일 중국 상하이에서 열리는 차이나플라스에는 글로벌 메이저 화학기업을 포함해 전 세계 4000여개 기업이 참가할 예정이다. 롯데케미칼과 롯데정밀화학은 307㎡ 규모 부스에서 ‘시드 포 투모로우’(SEED FOR TOMORROW)를 주제로 초고충격 폴리프로필렌(PP) 등 고부가 스페셜티 소재와 폐플라스틱 열분해유 관련 기술을 비롯한 그린 비즈니스 기술, 친환경 소재 브랜드 에코시드(ECOSEED) 등을 소개한다. 먼저 전시 부스 입구에 설치된 대형 미디어월을 통해 방문객들은 롯데케미칼의 지향가치와 제품 및 기술 소개 영상을 시청할 수 있다. 스페셜티 솔루션(Specialty Solution)존에는 높은 충격 강도 특성을 가진 초고충격 PP, 친환경 무도장 소재로 내외장 모두 적용 가능한 디자인 소재 등 모빌리티용 스페셜티 소재와 고투명 의료용 PP, 접착력이 우수한 태양광 봉지재용 EVA, 기계적 및 화학적으로 재활용이 가능한 친환경 저결정성 PET 등의 고부가 스페셜티 소재를 전시했다. 그린 테크놀로지(Green Technology)존에서는 자원선순환 주도를 위한 폐플라스틱 열분해유 관련 기술, 수소의 생산, 유통, 활용 전분야로의 사업을 추진하고 있는 롯데 화학군의 청정수소 추출, 운반 등의 기술을 소개한다. 또한 리튬이온 배터리 소재인 배터리 파우치필름, HDPE 분리막, 양극박, 동박, 전해액 유기용매와 전기차 플랫폼에 적용되는 배터리 Cell, Module, Pack 부품용 및 Cell tray용 소재도 선보인다. 중국에서 첫 전시를 진행하는 롯데케미칼의 친환경 소재 브랜드 에코시드(ECOSEED)존에서는 ECOSEED r-ABS / r-PC / r-PP / r-PE / r-PET / Bio-PET 가 실제 적용된 실물 전시를 통해 관련 다양한 라인업 소개한다. 롯데케미칼은 “이번 전시 참가로 우리의 삶을 이롭게 하는 스페셜티 소재부터 지속가능한 미래를 만드는 그린테크놀로지까지 고객에게 더 확장된 솔루션을 제공하겠다”고 말했다.

정부가 이차전지 기술의 초격차 뒷받침을 위해 민간 전문가 대상 특허심사관을 선발한다. 특허청은 21일 국가 첨단전략산업 경쟁력 강화의 일환으로 지난해 반도체 심사관(67명)에 이어 이차전지 분야 전문임기제 특허심사관 38명을 채용한다고 밝혔다. 이차전지는 반도체와 더불어 우리나라의 양대 안보·전략자산으로 최근 우리 기업의 특허 출원이 급증하고 있으나 심사관 부족으로 심사가 지연되고 있다. 지난 2018년 8940건이던 이차전지 관련 특허는 지난해 1만 5720건으로 연평균 11.9% 증가했다. 이에 따라 심사 처리 기간이 특허 평균 심사 기간(16.1개월)과 비교해 6.8개월 길어지면서 조기 권리화에 차질이 빚어졌다. 특허청은 19일 이차전지를 우선 심사 대상으로 지정해 현재 22.9개월인 특허 심사착수 기간을 2개월로 단축키로 했다. 전문 심사관 선발 분야는 셀 구조설계 및 조립공정, 배터리 패키징 및 주변장치, 배터리 관리시스템(BMS)·에너지저장장치(ESS) 및 폐배터리, 전극구조 및 생산, 전극 소재 및 무기 재료, 전해질 및 유기화합물, 분리막 및 고분자 재료 등 7개 분야다. 기술 전문성을 보유한 5급 상당(전문임기제 나급) 국가공무원으로, 정년이 없고 민간 경력을 인정해 보수에 반영한다. 원서접수는 다음 달 4~15일이며 3월 6일 ‘인터배터리 2024’에서 채용 설명회를 갖는다. 최종 합격자는 5월 중 선발해 하반기부터 심사에 투입할 예정이다. 김시형 특허청장 직무대리는 “기술 전문성과 현장 경험이 풍부한 민간 경력자가 특허심사에 투입되면서 신속·정확하고 고품질의 심사가 기대된다”면서 “특히 전문 인력의 해외 취업 등에 따른 핵심 기술의 해외 유출 우려를 예방하는 효과가 있다”고 강조했다.

새만금에 3000억원 규모의 배터리 핵심소재 제조시설이 들어선다. 이번 투자유치로 현 정부 출범 이후 새만금 투자유치 누적액은 8조원을 돌파했다. 전북도는 새만금개발청, 군산시, 한국농어촌공사, ㈜에이원신소재와 ‘이차전지 음극재 제조시설 건립을 위한 투자협약’을 체결했다고 23일 밝혔다. 이날 협약식에는 김경안 새만금개발청장, 김종훈 전라북도 경제부지사, 강임준 군산시장, 웨민 중국 탄이신에너지그룹 동(董)사장, 한상영 ㈜에이원신소재 대표이사 등이 참석했다. ㈜에이원신소재는 이차전지 음극재 연구·제조 전문기업인 중국 탄이신에너지그룹의 기술을 도입해 설립한 한국법인이다. 이차전지 음극재는 리튬이온 배터리 4대 핵심 소재(양극재, 음극재, 전해액, 분리막) 중 하나로 배터리의 충전 속도와 수명을 결정하는 중요한 소재다. ㈜에이원신소재는 올해 말 새만금산단 5공구에 착공해 2025년부터 연간 250만 대에 공급할 수 있는 10만t 규모의 음극재(천연흑연·인조흑연)를 생산할 계획이다. 에이원신소재 한상영 대표이사는 “새만금 국가산단에서 글로벌 음극재의 새로운 표준을 만들어 나가겠다”고 포부를 밝혔다. 이번 협약 투자 규모는 3000억원이며, 신규고용인원은 250여 명이 예상된다. 해당 기관들은 2025년 제품생산 및 공급을 위해 투자협약과 동시에 입주 계약을 체결하고 즉시 착공을 위한 절차를 진행할 예정이다. 김경안 새만금개발청장은 “음극재 기업의 투자도 본격화됨에 따라 새만금 산단은 완전한 이차전지 밸류체인(가치사슬) 구축에 성큼 다가섰다”면서 “새만금이 글로벌 이차전지 산업의 메카(중심지)가 될 수 있도록 기업하기 좋은 매력적인 환경조성을 위해 더욱 노력하겠다”고 밝혔다. 김종훈 전라북도 경제부지사는 “이번 투자유치를 통해 이차전지 음극재의 안정적 공급은 물론 도내 이차전지 산업 발전에 큰 역할을 기대한다”면서 “에이원신소재가 성공적으로 안착할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 말했다. 강임준 군산시장은 “에이원신소재의 새만금산단 투자를 환영하며, 이번 투자가 이차전지 음극재 분야의 안정적이고 독자적인 공급망을 구축한다는 점에서 의미가 있다고 생각된다.”라면서, “우리 지역의 고용과 경제 활성화에 큰 도움이 되어주길 기대한다.”고 말했다.

SK이노베이션과 SK아이이테크놀로지(SKIET)가 탄소 포집 시장을 본격적으로 공략하고자 롯데케미칼과 ‘동맹’을 맺었다. 이들 3사는 탄소 포집·활용·저장(CCUS) 기술의 핵심인 탄소 포집 분야의 경쟁력을 강화하고자 업무협약(MOU)을 맺었다고 23일 밝혔다. 이들은 협약에 따라 탄소 포집 공정 개선, 고성능 신규 분리막 공정 개발, 신규 적용처 공동 발굴, 유망 포집 기술 공동 발굴·투자 등에서 협력할 계획이다. SK이노베이션과 SKIET는 탄소 감축을 위한 핵심 사업인 CCUS 시장에 진출하고 리튬이온 배터리용 분리막(LiBS) 기술을 활용해 탄소포집 분야에서 경쟁력을 강화하고 있다. 롯데케미칼은 2021년 전남 여수 생산공장에 탄소 포집 실증 설비를 구축하고 운영 및 연구를 하고 있다.

SK이노베이션과 SK아이이테크놀로지(SKIET)가 탄소 포집 시장을 본격적으로 공략하고자 롯데케미칼과 ‘동맹’을 맺었다. 이들 3사는 탄소 포집·저장·활용(CCUS)의 핵심인 탄소포집 분야 경쟁력을 강화하기 위한 기술·사업 협력 업무협약(MOU)을 맺었다고 23일 밝혔다. 서울 송파구 롯데월드타워에서 열린 이날 협약식에는 강동수 SK이노베이션 포트폴리오부문장, 이병인 SK아이이테크놀로지 BM혁신실장, 황민재 롯데케미칼 종합기술원장 등이 참석했다. 협약에 따라 각 사는 탄소포집 핵심 기술과 노하우를 활용해 탄소포집 공정 개선, 고성능 신규 분리막 공정 개발, 신규 적용처 공동 발굴, 유망 포집 기술 공동 발굴·투자 등에 협력할 계획이다. SK이노베이션과 SKIET는 2062년까지 창사 이래 배출한 모든 탄소를 상쇄하겠다는 선언인 ‘올 타임 넷제로’ 달성을 위해 탄소 감축을 위한 핵심 사업인 CCUS 시장에 진출, 리튬이온 배터리용 분리막(LiBS) 기술을 활용해 탄소포집 분야에서 경쟁력을 강화하고 있다. 지난 5월에는 가스 분리막 전문기업인 에어레인에 지분을 공동 투자해 분리막 포집 시장을 개척하기 위한 기술 개발을 진행하고 있다. 2018년부터 CCUS 기술을 검토해 온 롯데케미칼은 2021년 여수 생산공장에 탄소포집 실증 설비를 구축하고 운영 및 연구를 하고 있다. 작년에는 국내 화학사 최초로 석유화학산업에 적합한 기체분리막 탄소포집 공정을 상용 규모로 설계 완료하고 기술 실증과 사업화를 추진 중이다. 강동수 SK이노베이션 포트폴리오부문장은 “이번 협약으로 SK이노베이션의 연구개발(R&D) 역량과 SKIET의 분리막 기술 경쟁력이 롯데케미칼의 탄소포집 실증 경험과 시너지 효과를 낼 것”이라며 “3사가 탄소포집 시장을 선도하는 기업으로 함께 발돋움할 것”이라고 기대했다.

관우의 ‘청룡언월도’, 여포의 ‘방천화극’…. 영웅호걸들이 어떤 무기를 사용했는지 들여다보는 건 ‘삼국지’ 같은 작품을 읽는 또 다른 재미다. 요즘 한중일 세 나라 간 격전이 벌어지고 있는 글로벌 배터리 산업도 그렇다. 기술 고도화로 이제는 양산 싸움으로 접어들면서 본격적인 ‘포트폴리오 전쟁’이 개막했다. 각 사가 주력하는 배터리 제품의 형태도, 특징도 아직은 다양하다. 어느 것이 결국 시장을 접수할까. ‘꿈의 배터리’로 불리는 전고체 배터리는 이론의 여지가 없는 배터리 산업의 미래다. 17일 서울신문이 세계 배터리 시장 점유율 상위 6곳(CATL·LG에너지솔루션·파나소닉·SK온·삼성SDI·BYD)의 배터리 포트폴리오 현황을 확인한 결과 한 곳도 빠짐없이 전고체 배터리 개발에 돌입한 상태다. 전고체 배터리의 장점은 확실하다. 액체 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리는 온도 변화에 취약하지만 전고체 배터리는 극한의 열과 압력에서도 정상 작동한다. 현재 리튬이온 배터리를 안정시키기 위한 기능들을 생략할 수 있게 되고, 이는 결국 전기차의 숙원인 경량화와 주행거리 상승으로 이어진다. 완성차 중에서 기술력으로는 도요타가 가장 앞선 것으로 평가되며 폭스바겐과 BMW, 현대자동차 등 유수의 제조사들이 전고체 배터리 기술 확보에 나섰다.업계에서는 전고체 배터리가 양산되는 시점을 대략 2020년대 후반쯤으로 예측한다. 이 시점을 명확히 밝힌 곳으로는 삼성SDI가 있다. 삼성SDI는 전고체 배터리를 2027년 상용화하겠다고 선언했는데, 올해 상반기 전고체 배터리 파일럿 라인인 ‘S라인’ 구축을 완료하고 하반기부터 시생산에 나섰다. SK온은 최근 단국대와 함께 세계 최고 수준의 리튬이온전도도를 갖는 산화물계 고체 전해질을 공동으로 개발했다고 밝히며 이목을 끌었다. 대략 2030년쯤이면 선두 업체 대부분은 전고체 배터리 양산에 성공했을 것으로 예상된다.다만 전고체 배터리가 나오자마자 시장의 판도를 뒤바꿀지는 미지수다. 양산형 전기차에 사용하기 위해서는 가격이 관건인데 당장은 그만큼 낮추기 어려울 것으로 관측된다. 전고체 전지가 진짜로 시장을 지배할 ‘게임 체인저’가 되려면 시간이 훨씬 더 필요하다는 얘기다. 국내 한 배터리사 관계자는 “그동안 리튬이온 배터리도 안정성, 경제성을 개선해 왔던 만큼 쉽게 주도권을 빼앗기진 않을 것”이라면서 “전고체 배터리는 고가의 럭셔리 전기차나 선박·항공기에 우선 쓰일 것으로 보인다”고 전망했다. SNE리서치는 2030년 전고체 배터리의 시장 침투율이 4%에 그칠 것으로 내다보기도 했다. 전고체 배터리 논쟁은 분리막 등 기존 리튬이온 배터리 공급망에 속한 기업들의 ‘밥그릇’과도 밀접한 연관이 있다. 양극판과 음극판을 분리해 주는 막인 분리막은 배터리 안정성과 밀접한 관련이 있다. 리튬이온 배터리의 4대 핵심 소재로 꼽히기도 한다. 하지만 전고체 배터리에서는 사용되지 않는다. 전고체 배터리의 시장 침투율이 올라가는 것은 분리막 업체들에는 그리 달갑지 않은 상황이다. 파우치형과 각형 그리고 원통형. 배터리 천하를 ‘삼분’하는 폼팩터 주도권 역시 최근 격변하는 양상이다. 과거 파우치형에서 현재 대세는 각형으로 옮겨간 추세. 이 분위기를 최근 떠오르는 원통형이 빼앗을 수 있을지가 관전 포인트다. 업계에서 각형 배터리의 글로벌 시장 점유율은 대략 70%를 넘나드는 것으로 보고 있다. 파우치형 대비 각형의 최대 장점은 공정이 덜 복잡하다는 건데, 역사가 깊은 원통형은 각형보다도 양산이 더 쉬운 것으로 알려졌다. 다만 원형의 구조 탓에 공간 효율이 떨어진다는 단점이 있었지만 테슬라의 성공을 시작으로 최근 ‘비전 노이어클라세’를 공개한 BMW까지 속속 원통형을 채택하면서 분위기가 바뀌고 있다.원통형은 오랫동안 생산해 왔던 방식인 만큼 전통이 있는 배터리 기업이 잘 만든다는 인식이 있다. 파나소닉과 LG에너지솔루션, 삼성SDI 등 기존 원통형 강자들이 현재 ‘2170’ 배터리를 넘어 차세대 원통형으로 꼽히는 ‘4680’ 등 ‘46파이’ 배터리 개발에 역량을 집중하고 있다. 그러나 지난해부터 닝더스다이(CATL) 등 중국 업체들도 원통형에 뛰어들면서 긴장감이 감돌고 있다. 특히 BMW 노이어클라세 차량에 탑재되는 원통형 배터리의 일부 물량을 CATL과 중국 업체인 이브이이(EVE)가 수주했다는 소식이 알려지면서 불안감은 더욱 커진 모양새다. 하지만 전체 프로젝트 대비 중국이 수주한 물량은 극히 일부인 것으로 파악되며 향후 추이는 더 지켜볼 필요가 있다.국내 투자자들에게 리튬인산철(LFP)과 니켈코발트망간(NCM)을 비롯한 삼원계라는 단어는 굉장히 민감하게 받아들여진다. LFP는 중국, 삼원계는 한국이 잘 만든다는 평가가 지배적인 가운데 최근 완성차 제조사들이 속속 LFP를 채택하고 나서는 상황이 국내 배터리 회사의 주식을 가진 이들에게는 그리 좋지 않은 소식으로 들려서다. 폭스바겐이나 현대차 등 가격 경쟁력이 중요한 대중차 제조사들뿐만 아니라 최근 메르세데스벤츠, 볼보 등 프리미엄을 표방하는 제조사들도 LFP 배터리를 탑재하겠다고 나섰다.한때 LFP 배터리의 확장성에 의문을 품던 국내 3사도 달라진 분위기 속 최근 개발에 박차를 가하고 있다. 기술 난도를 한 수 아래로 내려다보고 개발이 본궤도에 오르면 충분히 따라잡을 수 있을 거란 계산이다. 그러나 중국 업체들의 LFP 발전 속도가 예상보다 빠른 것으로 평가되면서, 추격전은 꽤 긴장감 있게 전개되고 있다. 온전히 신뢰하기에는 무리가 있지만 최근 CATL이 “충전 10분 만에 400㎞를 달릴 수 있다”고 주장하며 공개한 ‘셴싱 배터리’는 LFP 배터리의 한계가 빠르게 극복되고 있다는 대표적인 사례이기도 하다.

한국이 올 4월 기준 유럽연합(EU)의 역외 3대 수입국으로 부상했다. 완성차와 이차전지 소재, 바이오의약품 등의 수출 호재에 기인한 것으로 유럽지역 국가를 제외하면 중국과 미국에 이어 3위에 오른 것이다. 역외 수입국 순위에서도 처음으로 일본과 러시아를 제쳤다. 한국무역협회는 14일 ‘EU 수출 시장 호조 품목 분석 및 시사점’ 보고서를 통해 이같이 밝히고 최근 글로벌 교역 둔화에도 불구 한국의 대EU 수출은 2020년부터 성장세가 이어지고 있다고 밝혔다. 보고서는 완성차 등의 교역 증가로 올 1~4월 EU의 역외 수입은 감소(-8.6%)했으나 대한국 수입은 10.7% 성장해 처음으로 일본과 러시아 수입 규모를 넘어섰다. 올해 1∼4월 EU의 역외 수입국 순위를 보면 중국(1881억 달러)과 미국(1238억 달러)이 각각 1·2위를 차지했고 한국은 264억 달러로 7위로 집계됐다. 다만 영국, 스위스, 튀르키예, 노르웨이 등 유럽 국가를 제외하면 한국은 중국과 미국에 이어 3위였다. 이어 일본(262억 달러), 러시아(211억 달러) 등이 뒤를 이었다. 보고서는 EU가 한국으로부터 수입하는 상위 10개 품목 중 이차전지 소재(양극재 107%, 흑연·전해액 190%), 바이오의약품(91.3%), 완성차(32.6%) 수입이 전년 동기 대비 가장 크게 성장했다고 소개했다. 특히 EU의 이차전지 역내 생산 추진으로 폴란드와 헝가리를 중심으로 양극재와 분리막, 음극재 등의 수입이 많았으며 이런 영향으로 한국의 완제품과 부품 수출은 감소세를 보였다고 분석했다. 완성차의 경우 독일, 프랑스로의 전기차 수출이 가장 크게 증가했으며 부품은 섀시·타이어 등의 독일, 체코, 슬로바키아 수출이 확대된 것으로 나타났다. EU는 2035년부터 친환경차 판매만 허용하는 정책을 시행하고 전기차·리튬이온전지 시장은 향후 5년간 각각 연평균 16.5%, 30% 성장할 것으로 예상된다. 한국무역협회 김나율 연구원은 “EU의 새로운 통상규범에 대응하면서 호조 품목의 생산 기반을 확충해 시장을 선점하는 것이 중요하다”고 말했다.

한국이 완성차와 이차전지 소재, 바이오의약품 등의 수출 호재로 처음으로 일본으로 제치고 유럽연합(EU)에서 비유럽국가로는 3번째의 수입국으로 기록됐다. 한국무역협회는 14일 ‘EU 수출 시장 호조 품목 분석 및 시사점’ 보고서를 통해 이같이 밝히고 최근 글로벌 교역 둔화에도 불구 한국의 대 EU 수출은 2020년부터 성장세가 이어지고 있다고 밝혔다. 보고서는 EU가 한국으로부터 수입하는 상위 10개 품목 중 이차전지 소재(양극재 107%, 흑연·전해액 190%), 바이오의약품(91.3%), 완성차(32.6%) 수입이 전년 동기대비 가장 크게 성장했다고 소개했다. 특히 EU의 이차전지 역내 생산추진으로 폴란드와 헝가리를 중심으로 양극재와 분리막, 음극재 등의 수입이 많았으며 이런 영향으로 한국의 완제품과 부품 수출은 감소세를 보였다고 분석했다. 완성차의 경우 독일, 프랑스로의 전기차 수출이 가장 크게 증가했으며 부품은 차종과 상관없이 이용되는 섀시·타이어 등의 독일, 체코, 슬로바키아 수출이 확대된 것으로 나타났다. 보고서는 헝가리, 벨기에, 네덜란드, 이탈리아 등 신규 시장으로의 수출이 원료 의약품과 완제 의약품 모두 확대됐다고 강조했다. 보고서는 EU의 이차전지·자동차·바이오의약품 시장은 빠른 성장이 지속될 가능성이 높아 전략적 시장 진출 시 우리 기업의 수출 확대가 가능할 것으로 전망했다. 실제로 EU는 2035년부터 친환경차 판매만 허용하는 정책을 시행하고 EU의 전기차·리튬이온전지 시장은 향후 5년간 각각 연평균 16.5%, 30% 성장할 것으로 예상된다. 이렇듯 완성차 등의 교역증가로 올 4월까지 EU의 역외 수입은 감소(-8.6%)했으나 대한국 수입은 10.7% 성장해 처음으로 일본과 러시아 수입 규모를 넘어섰다. 특히 한국은 4월 기준 EU의 역외 수입국 전체 7위를 기록했으며 유럽지역을 제외하면 중국, 미국에 이은 3위 수입국이 됐다. 한국무역협회 김나율 연구원은 “EU의 신통상규범에 대응하면서 호조 품목 생산 기반을 확충해 시장을 선점하는 것이 중요하다”고 말했다.

SK온이 세계 최고 수준의 리튬이온전도도를 갖는 산화물계 신(新) 고체전해질 공동개발에 성공했다고 31일 밝혔다. 리튬이온전도도는 전해질 내 리튬 이온의 이동 속도다. 속도가 빠를수록 배터리 출력이 커지고 고속으로 충전된다. 이번 개발로 전고체배터리 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대된다. SK온은 이날 박희정 단국대 신소재공학과 교수 연구팀과 공동 개발한 산화물계 고체전해질 관련 연구결과가 세계적으로 저명한 학술지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(IF 19.9)’ 표지논문에 게재됐다고 밝혔다. SK온과 단국대 공동 연구팀은 해당 기술에 대해 국내외 특허 출원도 완료했다. 이 고체전해질은 리튬이온전도도를 크게 높이고, 대기 안정성까지 확보했다. SK온-단국대 연구팀은 산화물계 고체전해질 소재인 Li-La-Zr-O(리튬-란타넘-지르코늄-산소·LLZO)의 첨가물질 조정을 통해 리튬이온전도도를 기존보다 70% 개선(1.7 mS/cm·센티미터당 밀리지멘스)해 세계 최고 수준으로 높였다고 회사 측이 설명했다. 또 리튬이온전도도가 높아지면 안정성이 떨어지는데 SK온-단국대 연구팀은 이를 LLZO의 미세구조를 균일하게 제어하는 기술로 극복했다. 산화물계 고체전해질은 황화물계에 비해 이온전도도가 낮지만, 화학적 안정성이 우수해 양극 물질과의 반응성이 적고 리튬 덴드라이트 현상을 억제할 수 있어 흑연 음극을 고용량인 리튬 메탈로 대체할 수 있다. 덴드라이트는 충·방전 시 리튬 이온이 양극과 음극을 오갈 때 음극 표면에 쌓이는 가지 모양의 결정체로, 분리막을 뚫고 양극에 닿으면 내부 단락이 발생, 화재로 이어질 수 있다.배터리 용량도 크게 늘릴 수 있다. 액체전해질을 사용한 리튬이온배터리(LiB)의 최대 사용 전압은 최대 4.3V이지만, 산화물계 고체전해질을 사용할 경우 최대 5.5V까지 늘어난다. 이를 배터리 제작에 적용할 경우, 이론적으로는 배터리 용량을 최대 25% 늘리는 것도 가능하다. 이 고체전해질은 현재 NCM 양극재를 기반으로 하는 전고체배터리 외에도 차세대배터리로 꼽히는 리튬-황 배터리와 리튬-공기 배터리를 전고체화할 수 있는 소재로도 활용할 수 있다. 현재 개발 중인 리튬-황, 리튬-공기 배터리는 LiB와 같이 액체전해질을 사용하는데 이 고체전해질을 적용해 전고체배터리로 만들 수 있을 것으로 기대된다는 게 SK온의 설명이다. 또 SK온이 개발 중인 고분자-산화물 복합 전고체배터리에도 적용 가능하다. 산화물계 고체전해질은 고분자계보다 기계적 성질이 우수해 덴드라이트 현상을 억제하는 등 기존 고분자 전고체배터리의 한계를 극복할 수 있기 때문이다. 이를 차세대배터리에 적용한다면 화재 안전성과 장거리 주행 가능성을 모두 충족시킬 수 있게 된다. 최경환 SK온 차세대배터리연구센터장은 “이온전도도와 대기안정성을 모두 갖춘 이 고체전해질은 고품질의 전고체배터리를 만들기 위한 혁신 기술로 파급효과가 매우 클 것”이라며 “SK온은 압도적인 미래 기술 경쟁력을 바탕으로 향후 차세대배터리 분야의 성장 기회를 선점해 나가겠다”고 밝혔다.

SK이노베이션이 정유회사에서 ‘그린 에너지‘ 기업으로 도약할 수 있었던 원동력은 강력한 리더십에 기반한 연구개발(R&D) 경영이라는 분석이 나왔다. 송재용 서울대 교수와 이지환 한국과학기술원(KAIST) 교수는 지난 28일 서울 종로구 SK서린빌딩에서 열린 ‘SK이노베이션 R&D 경영 40주년 성과 발표’ 콘퍼런스에서 이런 연구 결과를 발표했다. SK이노베이션은 환경과학기술원의 전신인 기술지원연구소를 설립한 1983년을 R&D 경영의 원년으로 삼고 있다. 이 교수는 “SK이노베이션은 정유업의 원천적 한계를 극복하고 그린 에너지 기업으로 변신하는 데 성공했다”며 “R&D에 대한 강력한 투자와 도전, 때로는 실패를 감수하는 정신이 있었다”고 설명했다. 특히 고 최종현 선대회장과 최태원 회장의 R&D 경영에 대한 의지를 높이 평가했다. 실제로 SK이노베이션은 1995년 세계 최초로 정유공장의 미전환유(UCO)를 원료로 고급 윤활기유인 유베이스를 생산하는 공정기술을 개발했고, 2005년에는 국내 최초이자 세계에서 세 번째로 전기차 배터리 핵심소재 리튬이온 배터리용 분리막(LiBS)을 자체 원천 기술로 만들었다. 이는 결국 SK온의 급속충전(SF) 배터리 개발로 이어졌다.