배터리 양극재-분리막 분야 세계 최고 경쟁력 확보

[R&D 경영]
LG에너지솔루션

LG에너지솔루션은 핵심 기술 연구개발(R&D) 경쟁력으로 양극재, 분리막 등의 분야에서 세계 최고 수준의 경쟁력을 확보하고 있다.

2005년 세계 최초로 NCM(니켈·코발트·망간) 양극재를 적용한 원통형 전지를 양산했다. LG에너지솔루션은 NCM 양극재에 비교적 저렴한 알루미늄을 추가하는 기술을 확보했다. 니켈 함량이 최대 90%에 이르고 값 비싼 코발트 비중은 5%로 줄인 배터리 양산에 성공한 것이다. LG에너지솔루션 관계자는 “NCM에 알루미늄을 첨가한 배터리는 생산 단가는 낮추면서 성능은 향상시킨 제품”이라고 설명했다.

분리막 기술 분야에선 전 세계적으로 800여 개의 특허를 보유하고 있다. 분리막의 표면을 세라믹 소재로 얇게 덧씌운 ‘안전성 강화 분리막’ 기술이 대표적이다. 소재 업체 등과 계약을 맺고 1000억 원이 넘는 기술료 수익을 얻었다.

기후변화 대응을 위해 배터리 생산 공정에서 에너지 사용량을 감축하고 온실가스 배출을 최소화하기 위한 재생에너지 도입 정책도 적극적으로 추진하고 있다. LG에너지솔루션의 폴란드 공장은 2019년부터 재생에너지만을 활용해 운영 중이다. 한국과 중국 공장도 2030년까지 100% 재생에너지로 가동하는 것을 목표로 하고 있다.

LG에너지솔루션은 인도네시아에서 배터리 합작 공장 설립을 추진하고 있다. 공장이 완공되면 한국, 미국, 중국, 폴란드, 인도네시아 등 글로벌 5각 생산 체제를 구축하는 것이다. LG에너지솔루션이 전 세계 주요 거점에 생산기지를 구축하는 것은 물류 비용을 줄이고 현지 시장 변화를 빠르게 포착해 최적의 배터리 제품을 생산하기 위해서다.

LG에너지솔루션은 지난해 말 기준으로 전 세계 시장에서 세계 최대인 120GWh(기가와트시)의 생산 능력을 확보했다. 올 연말까지 생산 능력을 155GWh로 늘릴 계획이다.

차세대 배터리 개발 사업도 추진하고 있다. 기존 리튬이온 배터리보다 가볍고 희귀 금속을 사용하지 않은 ‘리튬황전지’를 드론과 개인용 항공기 등에 적용하려는 목표를 갖고 있다. LG에너지솔루션은 도심항공모빌리티(UAM) 분야의 리튬황전지 시장 규모가 2040년 11조2000억 원 수준까지 성장할 것으로 보고 있다. 지난해 9월 국내 최초로 리튬황전지를 활용한 무인기 비행 시험도 성공했다.

전고체 배터리 개발도 진행 중이다. 배터리에 들어가는 유일한 액체 물질인 전해질을 고체 물질로 바꿔 발화 가능성을 0% 수준으로 낮춘 형태다. LG에너지솔루션은 미국 샌디에이고대와 공동으로 상온에서도 빠른 속도로 충전이 가능한 장수면 전고체 배터리 기술을 개발해 연구 성과를 논문으로 공개하기도 했다.