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1회 충전 700㎞…'하이니켈' 배터리 본격화

SK이노베이션 NCM811 양산
LG화학 내년 NCM712 적용 준비
삼성SDI 2021년 NCA하이니켈 공급
주행거리 대폭 향상, 가격 안정화 도움

윤병효 기자 (ybh4016@ebn.co.kr)

등록 : 2019-11-28 09:09

▲ [사진=삼성SDI]

리튬배터리의 양극재에 니켈 비중이 높게 함유되는 것을 하이니켈(High Nickel)이라 부른다. 니켈 함량이 높아지면 배터리 용량이 높아지는 장점이 있지만, 그만큼 폭발성도 커져 결코 쉽지 않은 기술이다. 국내 배터리 3사는 하이니켈 안정화 기술을 확보, 양산화에 나서고 있어 세계시장 점유율을 더욱 높여가고 있다.

22일 배터리업계에 따르면 이미 NCM811 양산화에 성공한 SK이노베이션에 이어 LG화학과 삼성SDI도 2020~2021년부터 각각 NCM712와 NCA하이니켈 양산화에 나선다. NCMA는 리튬배터리의 양극재 소재인 니켈, 코발트, 망간, 알루미늄을 뜻하는 것으로, 뒤 숫자는 구성 비율이다.

삼성SDI는 지난 20일 BMW그룹과 장기업무협약을 통해 2021년부터 2031년까지 10년간 29억 유로(약 3조8000억원) 규모의 5세대 배터리를 공급하기로 했다. 5세대 배터리에는 니켈 비중이 80% 이상인 NCA하이니켈이 적용되는 것으로 알려졌다.

삼성SDI는 지난 9월 열린 독일 '2019 프랑크푸르트 모터쇼(IAA)'에서 5세대 배터리를 선보인 바 있다. 1회 충전으로 600~700㎞ 주행이 가능하다. 특히 음극재에 흑연 대신 실리콘(Si)을 사용하는 음극재 방식을 선보인 바 있어 이번 5세대에도 이 방식이 적용된 것으로 추정되고 있다. BMW는 2025년까지 전기차 모델 25종을 출시할 것이라 발표했다

SK이노베이션은 가장 먼저 하이니켈 리튬배터리 상용화에 성공했다. 기아차의 니로 전기차에는 NCM811이 사용되고 있다. 다만 전량 811이 아닌 111과 혼합해 쓰여 니로 전기차의 주행거리는 385㎞이다. SK이노베이션은 현재 중국 전기차에도 NCM811을 공급해 운행하고 있으며, 국내차에 추가 적용을 준비하고 있는 것으로 알려졌다.

LG화학은 이르면 내년부터 NCM712를 적용하고, 이르면 2022년부터 NCMA811을 적용하는 포트폴리오를 계획하고 있다. LG화학 관계자는 "하이니켈은 주행거리가 늘어나는 장점이 있지만, 위험성이 높아지는 단점이 공존한다"며 "고객사가 단순히 주행거리를 위해 위험성이 높아지는 것을 원치 않기 때문에 우리는 고객사의 요청 대로 움직이고 그에 따라 포트폴리오를 짜고 있다"고 말했다.

하이니켈 리튬배터리는 현 최대 1회 충전 주행거리인 500㎞를 가뿐히 넘어 최대 700㎞까지 가능하기 때문에 전기차 대중화에 기폭제가 될 것으로 예상된다. 또한 양극재 광물 중 가격이 가장 비싼 코발트의 비중을 낮추기 때문에 배터리 가격 안정화에도 도움을 준다. 한국자원정보서비스(KOMIS)에 따르면 최근 양극재 광물 가격(톤당)은 니켈 1만4400달러, 코발트 3만5500달러, 망간 1165달러, 알루미늄 1750달러이다. 국내 3사의 하이니켈 배터리 양산화는 배터리 세계시장 점유율을 더욱 높이는 계기가 될 것으로 업계는 기대하고 있다.

배터리 조사기관 SNE리서치에 따르면 올해 1~9월 누적 세계 전기차 배터리시장 점유율은 1위 중국 CATL 26.6%(판매량 21.7GWh), 2위 일본 파나소닉 24.6%(20GWh), 3위 중국 BYD 11%(8.9GWh), 4위 LG화학 11%(8.9GWh), 5위 일본 AESC 3.6%(2.9GWh), 6위 삼성SDI 3.5%(2.9GWh), 7위 중국 Guoxuan 2.8%(2.3GWh), 8위 PEVE 2%(1.6GWh), 9위 SK이노베이션 1.8%(1.5GWh), 10위 Lishen 1.2%(1.0GWh)이다. 특히 전년 동기 대비 LG화학은 95%, 삼성SDI는 15.7%, SK이노베이션은 165.7% 성장해 순항 중인 것으로 나타났다.

9월 판매량에서는 LG화학 1065.3MWh로 3위, 삼성SDI 379MWh로 6위, SK이노베이션 145.5MWh로 10위를 기록했다. 전년 동월 대비 성장률은 각각 69.2%, 37.9%, 33.7%를 기록했다.

업계 관계자는 "현재 중국업체들이 자국 시장을 등에 업고 점유율이 가장 높지만, 국내 업체들의 하이니켈 배터리가 본격화 되면 최선두권으로 올라 설 수 있을 것"이라고 전망했다.