​LG화학·SK이노·삼성SDI 전기자동차 배터리, 다 같은 게 아니다?

최근 전기자동차 배터리 시장이 차세대 산업으로 주목받고 있다. 우리나라에서는 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등이 배터리를 생산하고 있다. 하지만 3사가 생산하는 배터리에도 차이가 있다.

30일 업계에 따르면 현재 생산되는 대부분의 전기자동차용 배터리는 NCA, NCM, LMO 양극 소재들을 적절히 혼합해 사용하고 있다.

양극재는 배터리 용량과 출력을 결정한다. 배터리의 밀도가 높을수록 더 적은 무게와 부피로 전기자동차에 탑재할 수 있다. 이는 전기자동차의 주행거리를 길게 할 수 있기 때문에 밀도를 높이는 것이 배터리 기술의 핵심이라고 할 수 있다.

이 가운데 삼원계(니켈·카드뮴·망간) 중심 배터리 업체들은 대부분 NCM 개발에 주력하고 있다. NCM은 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn)이 일정한 비율로 존재해 현재 가장 많이 이용되고 있다.

SK이노베이션은 니켈 80%·코발트 10%·망간 10%를 조합한 NCM811 배터리를 2018년부터 양산하고 있다. 최근에는 니켈 함량을 90% 이상으로 높인 NCM9½½ 배터리를 상용화했다.

LG화학은 NCM 양극재에 알루미늄(A)을 추가하는 NCMA 배터리 양산을 추진하고 있다.

NCMA 배터리는 양극재 내 니켈 함량이 89~90%에 달하고, 비싼 코발트는 5%이하로 줄인다. 대신 알루미늄을 첨가해 기존 제품과 같은 안전성을 유지하면서도 단가는 낮추고 출력을 높인다.

삼성SDI는 NCA, NCM 양극 소재를 중심으로 제품 개발에 주력하고 있다. NCA의 경우 NCM에 비해서도 원료 합성 및 수분 제어에 대한 난도가 높아 쉽게 진입하기 어려운 기술로 알려져 있다.

NCA는 NCM, LMO 등 다른 소재 대비 출력과 에너지밀도가 높은 특성이 있어 소형 배터리 시장의 전동공구용으로 주로 사용되고 있다. NCA 소재는 기존 양극 소재 대비 고용량과 안전성이 확보된 배터리의 구현이 가능하다.

삼성SDI의 차세대 Gen.5 전기자동차용 배터리에도 니켈 88%의 하이니켈 NCA 양극 소재가 적용된다. 다만 니켈의 함량이 높으면 배터리 안정성이 훼손된다는 단점이 있다.

삼성 SDI 관계자는 “니켈 88% 함량뿐 아니라 더욱 고함량의 니켈이 들어가는 안전한 하이니켈 NCA 양극 소재 개발을 지속적으로 진행할 예정”이라고 말했다.
 

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