전기차 배터리 시장이 본격 성장기의 초입에 들어서 성장세가 시작될 것이라는 전망이 나왔다. 리튬이온 배터리(LiB) 가격이 저렴해지면서 중저가 전기차 모델 경쟁력이 높아진 덕분이다. 최영민 LG화학 최고기술책임자(CTO)는 19일 제주도 메종글래드에서 열린 '2024 K-배터리 R&D 포럼' 기조연설에서 "연간 1000만대 이상, 전체 자동차 출하량의 15%가 넘어선 상황에서 전기차 시대에 대한 논란은 더 이상 없을 것"이라며 "배터리 시장은 본격 성장기 초입부에 들어왔다"고 말했다. 향후 배터리 시장의 성장은 전기차 외에 도심항공교통(UAM), 방위산업, 항공우주, 에너지저장장치(ESS) 등 다양한 분야에서 이뤄질 것으로 예상했다. 이 과정에서 현재 가장 널리 사용되고 있는 리튬이온 배터리가 2030년 이후도 가장 큰 규모를 차지할 것으로 내다봤다. 최 CTO는 "아무리 가격이 저렴해도 니켈-카드튬이나 니켈-수소 기반의 배터리가 다시 시장에 판매되지 않는 것처럼 리튬이온 배터리 시대는 지속될 수밖에 없다"면서 "전고체 배터리 상용화가 이뤄져도 대부분의 물량은 리튬이온 배터리로 판매된다"고도 했다. 배터리 소재에서 가장 큰 변화는 음극재에서 이뤄진다. 에너지 밀도와 함께 가격 경쟁력을 확보하면서 급속충전 등 안정성과 편의성을 만족시키기 위해서는 실리콘 적용이 필수적이기 때문이다. 그간 가격이 비싸 전면 도입이 쉽지 않았지만, 전통적인 흑연 기반 음극재에 조금씩 섞어 사용하는 추세다. 실리콘 음극재는 말 그대로 배터리 핵심소재 가운데 하나인 음극재에 실리콘(Si)을 사용한 것을 뜻한다. 일반적으로 천연흑연을 음극재로 쓴다. 그램(g)당 372밀리암페어(mAh)의 에너지 밀도를 가지고 있다면, 실리콘 음극재는 최소 400mAh 이상의 에너지 밀도를 제공한다. 같은 무게라면 더 많은 에너지를 담을 수 있어 전기차 1회 충전거리 연장이 가능하다. 향후 과제에 대해 최 CTO는 "건식전극 공정이 전고체 배터리로 넘어가기 위한 연결고리"라며 "단순 투자비 절감이 아닌 전고체 상용화를 위해 굉장히 중요하다"고 강조했다. 배터리 생산공정은 습식과 건식으로 나뉜다. 습식 공정은 믹싱 과정에서 활물질, 도전재에 액체 상태의 화학물질을 넣어 슬러리를 만는다. 200℃ 이상 고온에서 건조가 필요하다. 이 과정에 많은 전력이 소비된다. 건식 공정은 양극과 음극을 만드는 전극 공정에서 활물질을 고체 파우더로 만들어 금속 극판에 코팅하는 방식이다. 초기 투자비는 물론 생산 공정 비용을 낮출 수 있다. 그는 "배터리 소재 관점에서 전기차 시대로 전환되는 것에 대한 의문은 없다"면서도 "가격 경쟁력 확보가 최대 관건이 될 것"이라고 했다.

디일렉=이수환 전문기자 [email protected]
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