전고체 배터리 퀀텀스케이프 보다 LG엔솔/삼성SDI

 

 

폭스바겐은 퀀텀스케이프를 선택했지만, LG엔솔/삼성SDI은 지지 않는다.

 

 

 

 

 

전고체 배터리 개발의 경주

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

전고체 배터리 퀀텀스케이프가 전진 중

전고체 배터리는 꿈의 배터리라고 이야기한다. 완충하는 데 10초에서 60초 사이의 시간만 있으면 된다. 2차전지를 이용한 전기차의 일반화에 가장 큰 걸림돌이라고 할 수 있는 충전 시간을 단축해 주고 전해액이 없어 누수에 의한 화재 발생 가능성이 거의 없다. 퀀텀스케이프는 2025년까지 전고체 배터리를 양산하겠다는 계획을 발표한 바 있다. 폭스바겐은 이 회사에 배팅하여 투자했다.  퀀텀스케이프 발표에 의하면 LFP 배터리 보다 2배 더 높은 에너지 밀도가 가능하다고 주장한다. 스탠퍼드의 천재들이 일하는 회사여서 그런지 뭔가 다 그럴듯하다. 그러나 기술을 수치화하지 못했고, 선언적인 발표여서 일론머스크와 같이 생산 공장에서 텐트를 치고 직접 경영진들이 생산 라인을 만드는 노력 없이는 계획대로 실현될 것 같지 않다.

 

 

 

 

LG엔솔의 전고체 배터리

반면, LG에너지솔루션은 8년 후 그러니까 2030년에 전고체 배터리 시장이 커질 것으로 예상하고 있다. 그래서 모든 생산라인을 2030년에 맞춰 증설할 계획을 가지고 있다. LG에너지솔루션은 고분자계 전고체 배터리는 2020년 리터당 800와트시, 황화물계 전고체 배터리는 2030년 황화물계는 리터당 900와트시를 달성할 것으로 내다보았다. 황화물계가 더 높은 에너지 밀도를 보이는 이유는 황화물/산화물계 소재 대비 고분자 물질의 이온전도도가 낮기 때문으로 파악하고 있으며, 음극제를 도입할 경우 리터당 600와트시를 구현할 수 있을 것으로 내다보았다. 매우 합리적인 목표로 보이며, 비록 퀀텀스케이프 보다 늦을 수 있는 개발 계획이지만, 그 사이 액상 2차전지로 충분한 이익을 실현할 수 있음에도 전고체 배터리 개발에 매진하겠다는 발표이기 때문에 LG에너지솔루션의 개발의지가 분명해 보였다.

 

 

 

 

삼성SDI의 전고체 배터리

사실 특허 수준으로는 삼성 SDI가 더 앞서간다. 이미 파이로트 라인을 구축 중이다. 삼성SDI는 전지 파일럿 라인의 이름을 고체, Sole(독보적인) 삼성SDI의 알파벳 첫 글자를 따 S라인이라 명명했다. S라인은 삼성SDI가 내세우는 전고체 전지 제조를 위한 전용 설비들로 만들어 진다. 전고체 전지 전용 극판 및 고체 전해질 공정 설비, 전지 내부의 이온 전달이 자연스럽도록 셀 조립 설비를 비롯한 신규 공법과 인프라를 다 깔고 있다. 삼성SDI는 그동안 고체 전해질 설계와 합성에 선공해 전고체 전지 시제품을 만드는 등 생산에 대해 성공적인 연구 성과를 이루었다. 관련 기술을 네이처 에너지에 발표하여 삼성SDI가 현재는 LG에너지솔루션 보다 적은 Capa를 가지고 있으나, 궁극적으로는 2차전지 분야 Top이 될 것이란 야망을 숨기지 않고 있다.

 

 

 

 

 

포스코의 전고체 배터리를 향한 전략

전고체 관련하여 한농화성에 대한 주주들의 기대가 매우 크다. 그러나 포스코가 반박자 빠르게 대응하고 있는 듯하다. 한농화성은 국책과제를 수주하는 데 그쳤고, 국책과제의 경우 효율이 매우 떨어지는 구조를 가지고 있기 때문에 정부로부터 한농화성이 인정받았다고 보일 지라도 오히려 연구진들의 역량을 집중할 수 없는 상황에 놓여 있다. 반면, 포스코는 기존 자금력을 집중시켜 전고체 배터리 소재 생산 라인 구축 비전을 수립했고, 액상 양극제 음극제 라인도 수정가능하도록 하였기 때문에 선도적인 위치를 차지하고 있다. 전고체 배터리로 어느 기업이 먼저 도달할 지라도 포스코 지주회사 내에 있는 회사들을 통해 원료를 공급받게 될 것으로 보여 포스코가 최종적으로는 가장 부가가치가 높은 산업군을 소유하게 될 것으로 예상된다.

 

 

 

 

이제 선진국인 대한민국의 2차전지 산업

LCD, LED TV 시장에서 대한민국이 Top이 된 시점에 많은 이들이 일본에게 곧 자리를 넘겨줄 것으로 예상했다. 관련 산업에 대해 깊이 있는 이해가 있고 대한민국보다 뛰어난 소재부품 장비 업체들이 탄탄하기 때문이었다. 그러나 결과론적으로 대한민국은 LED, LCD TV 분야에서 세계 시장 점유율이 가장 높다. 이유는 간단하다. 경제적으로 잘 만드는 국가이기 때문이다. 전고체 분야도 퀌텀스케이프 등 전고체 관련 기업에 많은 돈이 몰리고 있다. 그럼에도 불구하고 LG에너지솔루션과 삼성SDI의 기술력이 더 우위에 있으며, 인프라 성장과 함께 최적의 산업화 시점을 형성하고 사업을 성공적으로 이룩해 나아갈 것으로 보인다. 2차전지 산업을 먼저 내다보고 20년 전부터 전사적 노력을 해온 LG와 삼성의 움직임이 바빠지고 있다. 이제 세상에 없던 2차전지가 대한민국에서 곧 나올 것으로 기대된다.