'LG화학-사원계' vs 'SK이노-삼원계', 하이니켈 파우치 배터리 기술 경쟁

하이니켈 파우치 배터리 수요가 커지면서 LG화학과 SK이노베이션이 시장 대응에 속도를 내고 있다. LG화학은 양극재에 알루미늄을 넣어 사원계 배터리 개발에 나섰고, SK이노베이션은 삼원계 배터리 개발로 각자 갈 길을 가는 모양새다.

SK이노베이션 연구원들이 배터리 셀을 들고 있다.
SK이노베이션 연구원들이 배터리 셀을 들고 있다.

4일 업계에 따르면 독일 자동차 업체 폭스바겐은 내년 미국 시장에 출시할 전기차 'ID.4'에 SK이노베이션의 NCM 배터리를 탑재한다. NCM811 배터리로 니켈 80%·코발트 10%·망간 10% 양극재를 적용한 파우치 타입 삼원계 배터리다.

SK이노베이션이 현재 주력으로 생산하는 NCM622(니켈 60%·코발트 20%·망간 20%) 배터리 보다 니켈 함량을 20% 높이고, 코발트 비중은 10% 낮췄다. 니켈 함량을 높여 에너지 밀도를 올리며 주행거리를 500㎞ 이상으로 끌어올렸다.

SK이노베이션은 배터리 분야 후발주자인 만큼 파우치 타입 삼원계 배터리로 해외 수주잔량을 확대하겠다는 각오다.

파우치형 배터리는 다른 배터리보다 가볍고 에너지 밀도가 높다는 게 장점이다. 이에 현재 가장 많이 사용되는 배터리다. 그러나 외부 충격에 약하고 가스 발생에 따른 스웰링(팽창) 현상 때문에 까다로운 기술력을 요한다.

SK이노베이션은 파우치 타입으로 국내 최고 밀도의 배터리를 구현했다.

LG화학 배터리 연구원들이 배터리셀을 체크하고 있다.
LG화학 배터리 연구원들이 배터리셀을 체크하고 있다.

SK이노베이션은 여세를 몰아 2023년 독일 포드가 출시할 전기 트럭 F-150에 NCM구반반(9 ½ ½) 배터리를 탑재할 예정이다. 이 배터리는 최고 사양의 파우치형 삼원계 배터리로 니켈 함량을 90%까지 높였다.

반면 LG화학은 사원계 파우치 배터리로 하이니켈 배터리를 구현한다는 방침이다.

LG화학은 올해 NCM712(니켈 70%·코발트 10%·망간 20%) 배터리를 양산한 동시에 내년에는 곧바로 NCMA 배터리를 양산한다.

NCMA 배터리는 니켈 함량은 90%까지 높이고 코발트를 5% 이하로 줄였다. 망간과 더불어 알루미늄을 넣어 안전성을 보강했다.

LG화학이 사원계 배터리 양산에 나선 이유는 안전성 문제 때문이다.

사원계 배터리로 니켈 함량을 높여 주행거리를 늘리고, 알루미늄을 넣어 안전성을 강화한 것이다. 위험 부담을 안기보다 고객 요청에 따라 NCMA 배터리 개발에 나선 것으로 보인다. LG화학은 사원계 배터리를 통해 니켈 함량을 높여 나간다는 방침이다.

업계 관계자는 “하이니켈 배터리 수요가 늘면서 각 사마다 니켈 함량을 늘려 나가는데 대한 방법을 다르게 가져가고 있다”며 “고객 수요에 맞춰 안전성 문제를 해결하는 것이 하이니켈 수요에 대응하는 관건이 될 것”이라고 말했다.

김지웅기자 jw0316@etnews.com