[진격의 K-전기차②] 배터리 기술 어디까지 왔나…400마일 '성큼'

기사입력 : 2020년06월23일 14:21

최종수정 : 2020년06월23일 14:21

리튬이온 배터리, LG화학 전세계 1위…파우치 이어 원통형 공략 나서
삼성SDI, 전고체 배터리 기술로 뒤집기…일본 도요타와 경쟁 승자는

[편집자주] 정의선 현대자동차그룹 총괄수석부회장 주도로 이재용 삼성전자 부회장, 구광모 LG 회장의 전기차 배터리 회동이 잇달아 이루어졌다. 최태원 SK 회장과의 회동 가능성도 높아졌다. 한국 경제를 이끌고 있는 삼성, 현대차, LG, SK 등 4대그룹의 신사업 협력동맹이 오너경영의 결단과 맞물리며 현실화되는 모습이다. 글로벌 경쟁이 뜨거운 전기차와 핵심부품 배터리의 '코리아 어밴져스' 탄생 기대감은 한껏 부풀어 오른다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 전기차 시장이 급성장하며 핵심부품인 배터리의 중요성도 높아지고 있다. 배터리 성능에 따라 주행 가능 거리, 수명, 안전성 등이 결정되기 때문이다. 글로벌 완성차 업체들은 전기차 시장 선점을 위해 보다 발전된 기술을 보유한 배터리 업체에 손을 내밀며 동행을 제안하고 있다.

배터리 업계는 테슬라에 장기간 독점적으로 배터리를 공급해온 일본의 파나소닉과 중국 정부의 전폭적인 지원을 받아온 CATL, BYD 등이 앞서 왔다. 하지만 국내 배터리 3사인 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션이 기술개발에 적극 나서며 세계 완성차 업체들의 러브콜을 받아 빠른 속도로 선두로 올라서고 있다.

◆ 긴 수명·주행거리·안정성 높일 배터리 셀 개발 집중

23일 관련 업계에 따르면 전기차 배터리는 셀(Cell), 모듈(Module), 팩(Pack)으로 구성된다. 수많은 배터리 셀을 안전하고 효율적으로 관리하기 위해 모듈이나 팩 형태로 만들어 전기차에 탑재한다. 셀, 모듈, 팩은 배터리를 모으는 단위다. 배터리 셀을 여러 개 묶어 모듈을 만들고 모듈을 여러 개 묶어 팩을 만든다. 전기차에는 최종적으로 하나의 팩 형태로 들어간다.

순수 전기차 BMW i3를 예로 들면 배터리 셀이 총 96개 탑재된다. 셀 12개를 하나의 모듈로 묶고 8개 모듈을 묶어 하나의 팩 형태로 만들어 넣는다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 전기차용 배터리 셀, 모듈, 팩. [사진=삼성SDI 홈페이지] 2020.06.23 yunyun@newspim.com

배터리 업계는 자동차 내 제한된 공간에서 최대한의 성능 발현을 위한 셀 개발에 집중하고 있다. 단위 부피당 높은 용량, 긴 수명, 주행중 전달되는 충격을 견디고 저온·고온에서도 견딜 수 있는 안정성 향상이 최대 목표다.

◆ 삼성SDI-각형, LG화학‧SK이노-파우치형 주력

이 과정에서 셀의 모양이 납작한 각형, 모양 변경이 가능한 파우치형, 원통형 등으로 나눠진다.

현재 전기차 배터리 1위 업체인 LG화학은 파우치형으로 시장을 선점했다. 에너지 전문 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 LG화학 배터리는 올해 1~4월 전세계에 등록된 전기차 배터리 사용량 중 25.5%를 차지해 일본 파나소닉, 중국 CATL 등을 제치고 사용량 1위에 올랐다.

지난 17일 전기차 전략 글로벌 미디어 간담회를 진행한 미국 최대 자동차업체인 제너럴모터스(GM)의 스티브 키퍼 인터내셔널 대표는 2023년까지 최대 22종의 전기차 출시 계획을 밝혔다. 해당 전기차에는 모두 LG화학과 함께 개발한 차세대 배터리 '얼티움(Ultium)'을 탑재한다. 얼티움 배터리는 향후 10년간 GM에서 출시되는 모든 전기차에 탑재될 예정이다.

양사는 각각 약 1조원을 투자해 지난해 말 미국 오하이오주에 배터리 합작법인을 세우고 얼티움 배터리를 개발 중이다. 1회 충전으로 최대 643㎞(약 400마일) 이상을 주행할 수 있는 고밀도·고용량 배터리다.

현대자동차가 13일 경기도 현대모터스튜디오 고양에서 신차발표회를 열고 현대자동차의 첫 글로벌 소형 SUV '코나'를 선보이고 있다. /김학선 기자 yooksa@

LG화학은 고급 전기차 업체인 루시드 모터스와 '루시드 에어' 표준형 모델 배터리 독점 공급을 통해 원통형 공략에도 나섰다. 원통형 배터리는 파나소닉이 미국 테슬라 전기차에 주로 공급해왔다. 하지만 LG화학은 차세대 원통형 배터리로 불리는 '21700' 제품으로 지름 21mm, 높이 70mm, 기존 원통형 '18650' 배터리(지름 18mm, 높이 65mm) 대비 용량을 50% 높이고 성능을 향상했다.

SK이노베이션은 파우치형을 주력제품으로 하고 있다. 김준 SK이노베이션 사장은 지난해 미국 조지아주 공장 기공식에서 자유롭게 형태를 변형할 수 있는 파우치형 배터리에 집중해 오는 2023년까지 글로벌 톱3 배터리 업체로 도약하겠다고 선언했다. 내년부터 출시될 현대차의 전기차 전용 플랫폼 1차분 50만대에 SK이노베이션 배터리가 들어간다.

삼성SDI는 각형을 주력제품으로 한다. 삼성SDI는 지난해 11월 BMW와 약 3조8000억 원 규모의 배터리 셀 공급 계약을 체결했다. BMW는 테슬라에 이어 유럽 전기차 시장 점유율 2위다. BMW에 공급할 배터리에 대해 삼성SDI는 "2021년부터 양산할 5세대 배터리(Gen 5)는 주행 거리를 600km 이상 늘릴 수 있다. 전기차 보급 확대에 도움 될 것"이라며 "5세대 배터리는 배터리 효율 향상 신공법 도입으로 에너지 밀도가 20% 이상 높아지고, kWh당 배터리 원가도 20% 이상 낮아질 것"이라고 했다.

업계에서는 삼성SDI에 대해 LG화학과 SK이노베이션에 비교해 덜 공격적이라는 시선도 있었다. 하지만 삼성SDI 신기술 발표에 깜짝 놀랐다. '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 기술이다.

◆ 리튬이온 배터리 이후 차세대 배터리 기술은

현재 전기차 업계의 관심은 리튬이온 배터리 이후, 차세대 배터리 개발에 관심이 쏠려있다.

삼성SDI이 지난 3월 세계적 학술지 '네이처 에너지'를 통해 공개한 전고체 배터리 관련 신기술에 세계의 이목이 집중된 이유다. 전고체 배터리 상용화를 위해 넘어야 할 난제를 삼성이 세계 최초로 풀었다는 평가다.

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 = 삼성전자 종합기술원 '전고체배터리' 기술 관련 인포그래픽 . [자료=삼성전자] 2020.03.10 sjh@newspim.com

전고체 배터리에는 배터리 음극 소재로 '리튬금속(Li metal)'이 사용되는데 전고체 배터리의 수명과 안전성을 낮추는 '덴드라이트(Dendrite)' 문제를 해결해야 하는 기술적 난제가 있다. 덴드라이트는 배터리를 충전할 때 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체되며 나타나는 나뭇가지 모양의 결정체를 뜻한다. 이 결정체가 배터리의 분리막을 훼손해 수명과 안전성이 낮아진다.

삼성전자는 덴드라이트 문제를 해결하기위해 전고체배터리 음극에 5마이크로미터(100만분의 1미터) 두께의 은-탄소 나노입자 복합층(Ag-C Nanocomposite Layer)을 적용한 '석출형 리튬음극 기술'을 세계 최초로 개발했다.

이 기술은 전고체 배터리의 안전성과 수명을 증가시키는 동시에 기존보다 배터리 음극 두께를 얇게 만들어 에너지 밀도를 높일 수 있게 한다. 이에 따라 크기도 리튬이온 배터리의 절반 수준으로 줄어든다. 배터리 1회 충전에 800km 주행하고 1000회 이상 재충전이 가능해 전기차 주행거리를 획기적으로 늘릴 것으로 기대된다.

지난달 삼성SDI 천안사업장을 방문한 정의선 현대차 수석부회장이 직접 황성우 삼성종합기술원 사장으로부터 전고체 배터리 기술에 관한 설명을 들은 것으로 알려졌다.

4대그룹 총수. 왼쪽 위부터 시계방향으로 이재용 삼성전자 부회장, 정의선 현대차 수석부회장, 구광모 LG 회장, 최태원 SK 회장.(사진=뉴스핌DB)

배터리 업계 선두를 달리는 LG화학은 정 부회장의 삼성SDI 천안사업장 방문에 체면을 구겼다는 시각도 있다. 지난 22일 LG의 제안으로 이뤄진 현대차그룹과 LG그룹 수뇌부간 회동에서는 LG화학이 미래 배터리 기술로 개발중인 장수명 배터리, 리튬-황 배터리, 전고체 배터리 등을 적극적으로 소개했다.

장수명 배터리는 현재 배터리보다 5배 이상 더 오래 사용해도 성능이 유지되는 배터리이다. 리튬-황 배터리는 양극재로 황탄소 복합재를, 음극재로 리튬 메탈 등 경량 재료를 사용해 무게당 에너지 밀도가 기존 리튬이온배터리대비 2배 이상 높고 주행거리도 획기적으로 확대될 것으로 기대된다.

다만 업계에서는 전고체 배터리 기술은 일본의 도요타를 최대 견제 대상으로 여긴다. 도요타는 전고체 배터리 관련 특허233개로 전체 특허의 50% 가까이 확보하고 있다. 2022년 상용화를 목표로 1조5000억엔(약 16조원)을 투자해 일본 후지산 인근 연구소에서 200여명이 연구·개발중이다.

yunyun@newspim.com

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소고기 콕 집은 트럼프...축산농 반발 [세종=뉴스핌] 이정아 기자 = 다음 달 1일 한국에서 생산돼 미국으로 수입되는 모든 제품에 '25% 상호관세' 부과를 앞둔 상황에서 한미 간 막판 협상에 돌입했다. 이번 협상에서 미국은 30개월령 이상 미국산 소고기 수입 제한 철폐를 강하게 요구하며 한국을 압박하고 있다. 정부는 미국 측의 압박으로 30개월령 이상 미국산 소고기 수입 허용 등 농축산물 비관세장벽 카드를 협상테이블에 올리는 방안을 고심 중이다. 다만 농민단체의 반발과 국민 신뢰가 흔들릴 것으로 예상되면서 '제2의 광우병 사태'가 재현되는 것 아니냐는 우려도 제기된다. ◆ 美, 30개월령 이상 소고기 압박…韓, 농산물 카드 검토 28일 정부에 따르면 도널드 트럼프 미국 대통령은 호주가 미국산 소고기를 개방했다는 점을 연일 언급하며 한국에도 같은 수준의 개방을 요구하고 나섰다. 도널드 트럼프 대통령은 지난 24일(현지시간) 소셜미디어인 트루스소셜에 "호주가 미국산 소고기를 받아들이기로 합의했다"며 "이제 우리는 호주에 (미국산) 소고기를 많이 팔 것"이라고 게시했다. 도널드 트럼프 미국 대통령.[사진=로이터 뉴스핌] 2025.07.25 mj72284@newspim.com 이어 "우리의 훌륭한 소고기를 거부하는 다른 나라들도 (개방) 요구를 받은 상태"라며 "이 좋은 흐름을 이어가자. 지금은 미국의 황금기"라고 덧붙였다. 트럼프 대통령은 소고기 개방을 거부하는 국가를 구체적으로 명시하지는 않았지만, 관세협상을 앞둔 한국을 겨냥한 것 아니냐는 해석이 나왔다. 제이미슨 그리어 미국 무역대표부(USTR) 대표와 브룩 롤린스 미국 농무부 장관 또한 트루스소셜을 통해 "지난 20년간 비과학적인 무역 장벽 때문에 우리 소고기가 호주 소비자들에게 판매되지 못했다는 것은 터무니없다"는 성명을 발표했다. 이들은 "미국 농축산업자들은 세계에서 가장 안전하고 건강한 소고기를 생산하고 있다"며 "USTR은 불공정한 무역 관행을 타파하고 미국 국민이 주요 시장에 배제되지 않도록 미국의 무역 파트너들과 계속 협상할 것"이라고 밝혔다. 미국이 협상을 진행하는 국가를 대상으로 연일 30개월 이상 소고기 개방을 압박하면서, 한국도 소고기 카드를 협상 테이블에 올릴지 여부를 검토 중이다. 김용범 대통령실 정책실장은 지난 25일 한미 관세협상과 관련해 "협상 품목 아래 농산물도 포함돼 있다"며 "농업이나 디지털 분야는 제이미슨 그리어 미 무역대표부(USTR) 대표와 여한구 통상교섭본부장 간 협상이 계속 이어지고 있다"고 전했다. 당초 정부는 한미 관세협상에서 농업분야 보호를 우선으로 두고, 30개월령 이상 미국산 소고기 개방 등 비관세 장벽을 해소할 카드를 협상 테이블에 올리지 않기로 방침을 정한 바 있다. 한 대형마트의 미국산 쇠고기 진열대 모습 <뉴스핌 DB> 그러나 지난 25일(현지시간) 미국 워싱턴DC에서 열릴 예정이었던 한미 고위급 '2+2 통상협의'가 스콧 베센트 미국 재무장관의 일정 사유로 전날 취소되면서 미국이 한국의 협상 태도에 불편을 느낀 것 아니냐는 지적이 나왔다. 앞서 미국은 우리나라에 대해 25%의 상호관세를 부과하는 행정명령에 서명했다. 이는 오는 8월 1일부터 적용되며, 한미 양국은 관세 협상을 진행 중이다. 트럼프 행정부는 한국에 대해 ▲30개월령 이상 미국산 쇠고기 수입 허용 ▲쌀 시장 추가 개방 ▲유전자변형(LMO) 감자·사과 검역 완화 등을 강하게 요구하고 있다. ◆ 농민단체 "관세협상에 농업 희생양 삼지 말아야"…대정부 투쟁 돌입 정부로서는 30개월령 이상 미국산 소고기 수입에 대해 민감하게 반응할 수밖에 없다. 우선 한국은 현재도 미국산 소고기의 최대 수입국이다. 지난해 미국산 쇠고기 수입액은 22억1000만달러로 집계됐다. 전체 수입액(38억4700만달러) 대비 57.4%를 차지한다. 미국산 쇠고기 수입액은 지난 2004년 1억300만달러에서 2012년 5억2200만달러, 2016년 10억3500만달러로 20억달러를 넘기다 2022년에는 26억2400만달러로 역대 최대치를 기록했다. 지난해까지의 연평균 증가율은 17.5%다. 이재명 대통령 [사진=대통령실] 우리나라는 이른바 '광우병 파동' 이후 30개월령 미만 미국산 소고기만 수입하고 있다. 지난 2008년 한미 쇠고기 협상이 타결됐고, 우리 정부가 30개월령 이상 미국산 소고기까지 수입한다는 사실이 알려지자 이에 반대하는 촛불집회가 전국적으로 열렸다. 당시 이명박 정부 지지율은 취임 2개월 만에 20%대로 폭락했고, 결국 정부는 미국과 소고기 협상을 일부 재협상했다. 다시 말해 현재 국내 소비자들은 30개월령 이상 미국산 소고기 섭취에 대해 안전하지 못하다는 인식이 기반에 깔려 있다. 또 우리나라 연간 쌀 저율관세할당(TRQ) 물량은 40만8700톤으로, 미국 물량이 이중 13만2304톤(32%)을 차지한다. 쌀 개방은 WTO 규약에 묶여 있기 때문에 한미 양자 간 협상체계가 불가능하다. 다만 미국이 소고기 등 농산물 개방을 미루는 국가에 더 높은 관세를 부과할 계획이라는 점을 연일 강조하면서 국익 측면에서 조선·철강·반도체 등 산업을 보호하고 농산물을 희생해야 하지 않겠냐는 의견도 나온다. 농민단체는 정부의 기류에 대거 반발하고 있다. 한국농축산연합회, 한국종합농업단체협의회, 축산관련단체협의회, 농민의길 등 농축산업 단체는 이날 용산 대통령실 앞에서 결의대회를 개최하고 대정부 투쟁에 나선다. 이들 단체는 "미국산 농축산물은 이미 한미 FTA로 전면개방을 한 마당에 관세 추가 인하 및 비관세장벽까지 철폐된다면 농민 생존권 말살과 함께 국내 농업생산 기반 붕괴는 시간문제일 것"이라며 강하게 규탄한다. 이어 "미국산 소고기에 대한 수입연령 제한과 사과에 대한 식물검역은 국내법과 WTO 등 국제협정 등에 따른 정당한 조치이며, 국민건강과 직결된 것으로 절대 포기해선 안 되는 문제"라며 "농축산물을 협상대상에서 제외해 식량주권과 국민건강권을 반드시 사수할 것"을 정부에 촉구했다. 단체 관계자는 "한미 관세협상 추이를 예의주시하면서 요구가 묵살될 경우 대대적인 추가 농민항쟁을 벌이겠다"고 예고했다. [서울=뉴스핌] 이형석 기자 = 3일 오후 서울 여의도 국회 본청 계단에서 열린 더불어민주당 쌀값정상화법 공포 촉구 결의대회에서 참석자들이 피켓을 들고 구호를 외치고 있다. 2023.04.03 leehs@newspim.com plum@newspim.com 2025-07-28 12:49

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SPC "8시간 넘는 야간근무 없앤다" [서울=뉴스핌] 최원진 기자= SPC그룹이 27일 대표이사 협의체인 'SPC 커미티'를 열고 장시간 야간 근로를 폐지하고, 앞으로 생산직의 야근 시간을 8시간 이내로 제한하기로 했다고 밝혔다. SPC그룹은 야간 생산이 불가피한 일부 필수 품목을 제외하고, 가능하면 야간 가동 자체를 줄여나가겠다는 방침이다. 그룹 관계자는 "8시간 초과 야근 폐지를 위해 △인력 확충 △생산 품목 및 생산량 조정 △라인 재편 등 전반적 생산 구조를 완전히 바꿀 계획이다. 각 (계열)사별 실행 방안을 마련해 10월1일부터 전면 시행한다"고 설명했다. 이재명 대통령이 지난 25일 경기 시흥시 SPC 삼립 시흥 공장에서 열린 산업재해 근절 현장 노사간담회에서 발언을 하는 모습. [사진=대통령실] 주간 근무 시간 역시 단계적으로 단축해 장시간 노동에 따른 피로 누적과 사고 위험을 사전에 차단한다는 계획이다. 또한 이번 근무체계 전환이 현장에서 안정적으로 정착될 수 있도록 노조와 협의를 병행하고, 내부 교육 및 매뉴얼 정비 작업도 함께 추진할 예정이다. SPC는 "생산 현장의 장시간 야간 근로에 대한 지적과 우려를 무겁게 받아들여 근무 형태를 비롯한 생산 시스템 전반에 대한 개혁을 추진하기로 했다"며 "앞으로 근로자 안전이 최우선시되는 일터를 만들 수 있도록 적극 개선하고 투자하겠다"고 밝혔다. 이번 결정은 지난 25일 이재명 대통령이 SPC삼립 시화공장을 직접 찾아 현장 간담회를 주재하며 야간 노동과 과도한 업무 강도를 지적한 데 따른 것이다. 이 대통령은 지난 5월 SPC 시화공장에서 발생한 여성 노동자 사망 사고와 관련해 "수십 년이 흘렀지만 여전히 현장에서 노동자가 죽고 있다"며 "같은 방식의 사고가 반복되는 건 심각한 문제"라고 강하게 비판했다. 이어 "돈과 비용 때문에 안전과 생명을 희생하는 구조라면 반드시 바뀌어야 한다"며 "이번을 계기로 산재 사망률을 줄이기 위한 현실적이고 구체적인 대책이 마련되길 바란다"고 강조했다. 이날 간담회에는 김영훈 고용노동부 장관, 김용범 정책실장, 문진영 사회수석 등 청와대 주요 인사들이 배석했으며, SPC 측에선 허영인 회장과 김범수 SPC삼립 대표, 김지형 컴플라이언스위원장, 김희성 안전보건총괄책임자, 김인혁 노조위원장 등이 참석했다. CJ푸드빌, 크라운제과 등 타 식품업체의 현장 책임자들도 함께 자리를 했다. wonjc6@newspim.com 2025-07-27 13:22