中, LFP 이어 나트륨배터리까지…K배터리, LMR로 대응

[이데일리 김소연 기자] 중국은 리튬인산철(LFP) 배터리에 이어 나트륨배터리까지 점령하며 가격 구조 재편에 나서려 하고 있다. 한국 배터리 역시 기존 리튬 배터리보다 가격 경쟁력을 가질 수 있는 리튬망간리치(LMR) 배터리를 상용화하기 위해 노력 중이다. LEP 배터리를 대체하기 위한 차세대 배터리 기술로 나트륨 배터리와 LMR 배터리가 부상하는 모습이다.

10일 업계에 따르면 중국 CATL은 올해 연말부터 나트륨(소듐이온배터리) 양산을 시작하기로 발표했다. 나트륨 배터리는 리튬을 나트륨으로 대체하면서 가격 측면에서 훨씬 저렴한 배터리가 된다.

나트륨이온 배터리는 양극에 리튬 대신 나트륨을 주원료로 사용하는 이차전지다. 나트륨은 리튬에 비해 구하기가 풍부하고, 가격 역시 저렴하다. 공급망 안보 측면에서도 상대적으로 자유롭다. 리튬은 특정 국가에 편중돼 있지만 나트륨은 전세계적으로 쉽게 확보할 수 있어서다.

중국 업체 CATL의 나트륨이온 배터리.(사진=CATL)

여기에 더해 LFP 배터리 수준으로 안전한 점도 강점이다. 리튬 이온 배터리보다도 열적, 화학적으로 안정적이어서 폭발 위험이 낮다. 중국 정부는 특히 내년 7월부터 배터리 안전요건을 강화하며, 배터리에서 가장 중요한 것으로 ‘안전성’을 꼽기도 했다.

나트륨 배터리 단점은 낮은 에너지 밀도가 꼽히는데, CATL은 이 단점도 개선해 저가형 전기차 시장에서 LEP를 대체할 수 있는 토대를 만든다는 계획이다.

한국 배터리는 LMR 배터리 상용화로 대응하고 있다. LMR 배터리는 양극재에 값비싼 코발트와 니켈 대신 저렴한 망간을 대량으로 사용해 가격 경쟁력을 가졌다. LMR 구성은 니켈이 35%, 망간이 65%, 코발트는 거의 없다. 비싼 코발트와 니켈 대신 저렴한 망간을 더 많이 사용해 비용 효율을 높였다.

에너지밀도는 LEP 배터리보다 약 33% 높다는 점도 강점이다. 재활용 측면에서도 LEP보다 리튬 함량이 높아 리사이클링에 유리하다. LEP를 대체할 차세대 저가형 배터리로 부상 중이다.

한 직원이 미시간주 워런에 있는 GM 배터리 셀 개발센터에서 LMR 배터리 셀을 들고 있다. (사진=GM)

LG에너지솔루션(373220)과 GM은 공동 개발한 LMR 각형 배터리셀을 2028년부터 상용화하기로 했다. GM은 오랜 기간 LMR 배터리 기술을 연구해 왔고, LMR 배터리가 이상적인 주행거리와 저렴한 가격을 제공하는 전기차 배터리로서 잠재력을 가지고 있다고 판단했다. 그동안은 수명이 짧아 실제 상용화로 이어지지 못했으나 G에너지솔루션과 GM이 LMR 셀의 재료를 최적화하고 입자 엔지니어링, 프로세스 혁신 등을 거치면서 셀 내부 배터리 재료를 안정적으로 유지하며 이 문제를 해결했다.

LG에너지솔루션과 GM의 합작법인 얼티엄셀즈는 2027년 말까지 시범 생산하고 2028년 본격 상용화에 들어가기로 했다. LMR셀은 쉐보레 실버라도 전기트럭과 대형 전기 SUV인 에스컬레이드 IQ에 적용될 예정이며, 644㎞ 이상의 주행거리를 목표로 하고 있다.

포스코퓨처엠도 최근 LMR 배터리 양극재 시험 생산에 성공했다. 올해 안에 LMR 양극재 양산 기술을 확보하고 대규모 계약 수주를 적극적으로 추진한다는 방침이다.

업계 관계자는 “전기차 캐즘(일시적 수요 정체)에 따른 영향이 배터리 시장에서는 성능경쟁이 아닌 가격경쟁으로 전환됐다”며 “중저가형 전기차, 그에 들어가는 배터리 수요만 높아질 수밖에 없는 상황”이라고 설명했다. 당분간 저가형 배터리 시장의 강세가 이어질 수밖에 없는 상황에서 한국 배터리도 LMR로 탈출구를 찾고 있는 모양새다.