전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
홈 산업 화학

속보

더보기

[Tech 스토리] 전기차 배터리, '니켈 함유량' 경쟁…'하이니켈' 왜 뜨나

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

전기차 배터리에 니켈 함유량 높이는 '하이니켈' 기술 각광
고용량을 내는 만큼 안정성이 취약해 고도의 기술력 요구
국내 배터리 업체들, 앞선 기술력으로 세계 시장 선도

[편집자주] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

 

[서울=뉴스핌] 구윤모 기자 = 1조1120억원.

정부가 내년도 전기자동차 보급과 충전 인프라 구축에 투자하기로 결정한 예산입니다. 하루에 100만원씩 사용해도 3000년이 넘게 사용할 수 있는 엄청난 규모입니다.

전기차 등 그린모빌리티는 정부의 주요 국정과제인 그린뉴딜사업 중에서도 핵심으로 꼽힙니다. 온실가스와 미세먼지 걱정 없는 지속가능한 친환경 교통체계 구축은 이제 선택이 아닌 필수가 됐죠.

자연스레 전기차의 심장이라고 할 수 있는 배터리에 대한 관심도 매우 높아졌습니다. 현재 LG화학과 삼성SDI, SK이노베이션 등 국내 기업들이 해외 시장에서 치열한 경쟁을 벌이고 있는데요. 배터리를 더욱 작고 가볍게, 그러면서도 용량은 크지만 안전하게 만들기 위한 기술 개발 경쟁도 한창입니다. 오늘은 배터리 기술의 핵심으로 떠오른 '하이니켈(High-Ni)'에 대해 알아보겠습니다.

[서울=뉴스핌] 구윤모 기자 = 리튬이온 배터리의 충전, 방전 원리 [사진=삼성SDI] 2020.09.04 iamkym@newspim.com

◆ 리튬이온 배터리의 원리는

하이니켈 기술을 알아보기 전에 우선 리튬이온 배터리의 작동 원리부터 알아보겠습니다. 리튬이온 배터리는 양극, 음극, 전해액, 분리막 이렇게 네 가지 요소로 구성됩니다.

리튬(Li)과 산소(O)가 만난 리튬산화물(Li + O)로 구성된 양극은 배터리의 용량, 사용시간에 영향을 끼칩니다. 흑연으로 구성된 음극은 양극으로부터 리튬이온을 받아 저장했다가 다시 방출하는 과정에서 전류를 흐르게 하는 역할을 합니다. 배터리 수명과 연관성이 큽니다.

전해액은 리튬이온이 이동할 수 있는 매개체이며, 분리막은 양극과 음극의 직접적인 접촉을 방지하는 역할을 합니다. 따라서 전해액과 분리막은 배터리의 안전성과 관련이 깊습니다.

양극에서 리튬이온과 전자가 각각 전해질과 도선을 통해 음극으로 이동하면 충전, 반대로 이동하면 방전이 됩니다. 

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

◆ 배터리 성능을 결정하는 양극재

앞서 설명했듯, 양극은 배터리의 용량과 사용시간에 중요한 역할을 합니다. 양극소재를 어떻게 구성하느냐에 따라 전자의 수가 달라지고 배터리의 용량과 전압도 결정이 됩니다.

배터리의 양극에는 리튬산화물의 형태로 리튬이 존재합니다. 리튬산화물처럼 양극에서 배터리의 전극 반응에 관여하는 물질을 '활물질'이라고 하는데 여기에 도전제, 바인더가 결합된 합제를 알루미늄기재 양쪽에 바르면 양극이 구성됩니다.

리튬산화물과 결합해 배터리에 적합한 성능을 나타내는 활물질 종류는 크게 ▲LCO ▲NCM ▲NCA ▲LMO ▲LFP로 나뉩됩니다.

결합되는 금속 종류에 따라 특성도 달라지는데, Ni(니켈)은 고용량, Mn(망간)과 Co(코발트)는 안전성, AI(알루미늄)은 출력 특성을 향상시키는 역할을 합니다.

현재 생산되는 전기차는 NCA, NCM, LMO 양극 소재를 적절히 혼합해 사용되고 있습니다. LFP의 경우 안전성은 높지만 에너지밀도가 낮고 부피가 큰 데다 출력도 낮아서 중국을 제외한 대부분 업체에서 사용하지 않고 있습니다.

전기차 시장의 확대에 따라 양극재의 중요성이 높아지면서 시장도 급성장 하는 추세입니다. SNE리서치와 하나금융투자에 따르면 양극재 시장 규모는 올해 7조원에서 2023년 18조원 규모로 늘어날 것으로 전망됩니다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 연간 누적 글로벌 전기차용 배터리 사용량 [사진=SNE리서치] 2020.09.01 yunyun@newspim.com

◆ 하이 니켈 기술 왜 뜨나

전기차에 주로 사용되는 배터리 양극 소재들을 살펴봤을 때 주목해야할 소재는 니켈입니다. 니켈 함유량을 얼마나 높이느냐에 따라 에너지 밀도가 결정되기 때문입니다. 니켈 함유량이 높아지면 더 많은 양의 리튬이온이 쉽게 왔다 갔다 할 수 있게 됩니다.

결국 니켈 비중이 높은 배터리를 전기차에 탑재할 경우 주행거리를 늘릴 수 있고, 동일한 용량의 배터리를 더 적은 무게와 작은 부피로 만들 수 있게 되는 것입니다.

또 가격 변동성이 크고 고가의 광물인 코발트 함량을 줄일 수 있어 업체 입장에서는 원가 경쟁력 확보에도 유리하다는 장점이 있습니다.

이처럼 장점이 많은 만큼 고도의 기술력이 요구됩니다. 니켈 함유량이 높을수록 많은 양의 리튬이온이 음극으로 이동하면 구조적으로 불안정해지는 문제가 발생합니다. 특히 원료 합성, 수분 제어 등 기술 난이도가 매우 높다고 하네요.

그럼에도 세계 시장에서 총성 없는 전쟁을 하고 있는 국내 기업들의 기술 개발은 지금 이 순간에도 계속되고 있습니다.

삼성SDI는 지난 2015년 니켈 함량 88% 이상의 하이니켈 NCA 양극 소재를 전동공구용 원형배터리에 적용했습니다. 또 내년부터 양산되는 5세대 전기차용 배터리에도 니켈 88%의 하이니켈 NCA 양극 소재를 적용할 계획을 밝혔습니다.

LG화학도 올해 니켈 70%, 코발트 10%, 망간 20%로 구성된 NCM712 배터리를 공급하고,  내년에는 니켈 비중을 85%이상으로 끌어올린 NCMA 배터리 양산을 목표로 하고 있습니다.

SK이노베이션 역시 NCM811(니켈 80%, 코발트 10%, 망간 10%) 양극재를 적용한 배터리를 2016년 세계 최초로 개발해 2018년부터 양산 중입니다. 또 지난해에는 NCM9 1/2 1/2(니켈 90%, 코발트 5%, 망간 5%) 양극재를 채택한 배터리 개발도 세계 최초로 성공했습니다.

iamkym@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
은행 고정형 주담대 금리 첫 5% 돌파 [서울=뉴스핌] 박가연 기자 = 지난달 은행권 고정형 주택담보대출 금리가 연 5.11%로 통계 작성 이후 처음으로 5%를 넘어 역대 최고치를 기록했다. 전체 주담대 금리도 5개월 연속 상승했다. 한국은행이 29일 발표한 '2026년 9월 금융기관 가중평균금리'에 따르면 지난달 예금은행의 신규취급액 기준 대출금리는 연 4.57%로 전월보다 0.17%포인트(p) 상승했다. 가계대출과 기업대출 금리가 모두 오른 영향이다. [자료=한국은행] 가계대출 금리는 연 4.96%로 전월보다 0.20%p 올랐다. 주담대 금리는 연 4.88%로 0.22%p 상승하며 지난 5월 이후 5개월 연속 오름세를 이어갔다. 일반신용대출은 연 6.49%로 0.16%p, 전세자금대출은 연 4.57%로 0.22%p 각각 상승했다. 주담대 금리를 유형별로 보면 고정형은 연 5.11%로 전월보다 0.23%p 올랐다. 지난해 10월 이후 12개월 연속 상승한 것으로, 한은이 고정형과 변동형 금리를 구분해 통계를 작성하기 시작한 2013년 1월 이후 가장 높은 수준이다. 변동형 금리도 연 4.76%로 0.23%p 상승하며 4개월 연속 올랐다. 김성준 한국은행 금융통계팀장은 "고정형 주담대 금리가 5%를 상회한 것은 2013년 1월 통계 편제 이후 처음"이라며 "국내외 시장금리가 오르면서 지표금리인 은행채 금리가 상승한 것이 가장 큰 요인"이라고 말했다. 지난해 10월부터 올해 9월까지 은행채 5년물 금리는 154bp(1bp=0.01%p) 상승했다. 같은 기간 일반 고정형 주담대 금리는 146bp 올랐다. 올해 7월까지 보금자리론 금리가 다섯 차례에 걸쳐 총 125bp 인상된 점도 고정형 주담대 금리 상승에 영향을 미쳤다. 주담대 고정금리 비중은 오히려 줄었다. 신규취급액 기준 주담대 고정금리 비중은 34.2%로 전월보다 1.1%p 하락했다. 반면 전체 가계대출의 고정금리 비중은 24.0%로 0.5%p 상승하며 2개월 연속 오름세를 이어갔다. 가계대출 금리 상승에는 8월 기준금리 인상 이후 시장금리 움직임이 반영됐다. 지난달 양도성예금증서(CD) 91일물 금리는 3.17%로 전월보다 0.20%p 올랐고 은행채(AAA) 5년물 금리도 4.35%에서 4.53%로 상승했다. 김 팀장은 "8월 27일 기준금리 인상 이후 9월에는 CD와 은행채 등 장단기 시장금리가 대체로 20bp 안팎 상승했다"며 "가산금리 조정이나 가계대출 관리 강화도 영향을 미칠 수 있지만 9월 대출금리 상승에는 시장금리 상승이 가장 크게 작용한 것으로 판단한다"고 말했다. 기업대출 금리는 연 4.49%로 전월보다 0.19%p 상승했다. 대기업대출 금리는 4.37%로 0.16%p, 중소기업대출 금리는 4.63%로 0.25%p 각각 올랐다. 중소기업대출은 CD와 은행채 6개월물 등 지표금리 상승이 반영된 반면 대기업대출은 일부 은행의 저금리 대출 취급이 늘면서 상승폭이 상대적으로 작았다. 저축성수신금리는 연 3.45%로 전월보다 0.24%p 상승했다. 순수저축성예금 금리는 3.39%로 0.25%p, 시장형금융상품 금리는 3.69%로 0.16%p 각각 올랐다. 대출금리보다 수신금리가 더 큰 폭으로 오르면서 신규취급액 기준 예대금리차는 1.12%p로 전월보다 0.07%p 축소됐다. 잔액 기준 예대금리차는 2.21%p로 0.01%p 확대됐다. 비은행금융기관의 1년 만기 정기예·탁금 금리는 저축은행을 제외하고 모두 상승했다. 기관별로는 ▲저축은행(3.81%) ▲신용협동조합(3.69%) ▲상호금융(3.44%) ▲새마을금고(3.62%)로 집계됐다. 일반대출 금리는 ▲저축은행(9.80%) ▲신협(5.25%) ▲상호금융(5.09%) ▲새마을금고(4.97%)로 나타났다. eoyn2@newspim.com 2026-10-29 12:00
사진
김포·구리 등 그린벨트 풀어 7.7만가구 조성 [서울=뉴스핌] 이동훈 선임기자 = 경기 김포시 고촌읍 아라지구와 구리시 사노동 건원지구, 하남시 미사동 K-컬처 등을 포함해 서울 경계와 인접한 수도권 6개 구역이 그린벨트(개발제한구역)에서 해제돼 공공택지로 개발된다. 이들 6개 신규 공공택지에서는 총 7만6700가구의 주택이 공급될 예정이다. 정부는 지난 8월 13일 발표한 '주택 신속공급대책'에서 공개한 3곳의 2만7200가구를 포함해 수도권에 총 10만4000가구 규모의 신규 택지를 공급한다는 계획이다. 다만 이번 대책에서 서울 지역 공급 물량은 발표되지 않았다. 29일 국토교통부에 따르면 정부는 '8·13 주택 신속공급방안'의 후속 조치로 수도권 신규 공공택지 후보지 6곳을 선정하고 총 7만6700가구를 공급할 방침이다. 지역별 공급 물량은 ▲김포아라 3만7000가구 ▲구리건원 1만4600가구 ▲하남미사 K-컬처 1만2000가구 ▲하남감일2 6500가구 ▲의정부다락원 2600가구 ▲고양대곡지식융합확장 4000가구다. 수도권 신규 지정 공공택지 위치도 [자료=국토부] 이번 후보지는 경기도 김포시, 구리시, 하남시, 의정부시, 고양시 내 총 6곳이며 모두 서울 경계로부터 약 5㎞ 이내에 위치한 교통 요충지로 도심 접근성이 뛰어나다. 정부는 8·13대책에서 신규 공공주택지구를 추가 지정해 총 10만가구 주택공급 계획을 밝힌 바 있다. 이 중 서울강서, 남양주도심, 경기광주역세권2지구의 2만7200가구 입지는 앞서 발표됐으며 이번에 나머지 7만6700가구의 신규택지 후보지가 추가로 발표됐다. 이번에 공공택지 후보지로 지정된 그린벨트 해제 예정지역은 이미 훼손돼 환경적 보전가치가 낮은 개발제한구역으로 난개발이 진행 중이거나 우려되는 지역이라 계획적·체계적인 개발이 필요한 곳이란 게 국토부의 설명이다. 특히 해당 지구에서는 청년·신혼부부 등 실수요자가 좋은 입지, 품질 좋은 주택에서 안정적으로 거주할 수 있도록 신속하게 주택 공급을 추진할 계획이다. 김포시 고촌면 일대 아라지구는 서울 강서구와 인접해 있고 한강변에 위치해 주택수요가 높은 지역이다. 인근에 서울지하철5호선 연장사업이 추진 중이며 김포한강로, 수도권 제1순환고속도로 등도 위치해 지역간 이동이 편리한 곳이다.  구리시 사노동 일원 건원지구에서는 1만4600가구가 공급된다. 당초 '구리 E-커머스 신성장 첨단도시 조성사업'을 추진했으나 사업성 부족 등을 사유로 장기간 보류된 지역으로 공공주택사업지구로 사업방식을 전환해 조성할 예정이다. 수도권 제1순환고속도로와 인접하고 잠실역까지 30분대 이동이 가능하며, 용암천, 왕숙천 등으로 둘러싸인 지역으로, 농수산물도매시장 이전 검토 등을 통한 자족기능 강화와 함께 수변생활권을 조성할 계획이다. 하남시 미사동 미사K-컬처, 1.2만호) 미사섬 인근으로 5호선이 위치하고 있고, 주변에 3호선, 9호선 연장사업이 추진 중으로 개통 시 서울 내 주요역까지의 접근성이 대폭 개선될 예정이며, 미사경정공원, 한강 수변 등 우수한 경관자원도 보유하고 있다. 하남시 감일동 감일2지구에선 6500가구가 공급된다. 감이천을 통한 올림픽공원, 한강으로의 접근성이 우수한 지역으로 인근 하남 감일지구 내 추진 중인 3호선 연장사업과 연계한 대중교통 체계를 구축할 예정이다. 이를 통해 기존 감일지구와 연계된 통합생활권으로 조성하고, 인근에 위치한 3기 신도시 하남교산지구 광역교통개선대책과도 함께 연계해 서하남IC 개선 검토 등 하남시 내 교통난 해소방안을 적기에 마련할 계획이다. 의정부시 호원동 의정부다락원지구엔 2600가구 공급된다. 주한미군 반환공여지인 캠프잭슨이 포함된 부지로 인근에 도봉산, 중랑천 등이 위치하여 자연경관이 뺴어나고, 지하철 1호선과 7호선 환승역인 도봉산역과의 접근성도 우수한 지역이다. 고양시 대곡동 고양대곡지식융합확장지구엔 4000가구를 짓는다. 대곡역은 GTX-A, 3호선 등 5개의 철도노선이 만나는 펜타역세권임에도 불구하고, 현재 개발 중인 기존 고양대곡지식융합지구는 대곡역 북측만 포함하고 있어, 남측을 포함한 체계적인 역사개발에 한계가 있는 지역이다. 이에 기존 고양대곡지식융합지구에 더해 대곡역 남측 부지도 일부 포함하여 환승체계 개선 등을 통해 단절된 역사를 입체적으로 연결하고 완성형 통합역세권으로 개발할 예정이다. 아울러 정부는 지난 8.13대책을 통해 마련한 '공공택지 최단기 착공모델'을 이번 신규택지 6곳에 적용한다. 이를 통해 지구지정 단계부터 단계별 조기화 방안을 적용하여 '30년 내 착공을 목표로 신속하게 공급을 추진할 계획이다.  이와 함께 국토부는 발표지구의 투기 근절을 위해 투기방지 대책도 철저하게 시행할 방침이다. 미공개 개발정보를 이용한 투기 여부 등을 확인하기 위해 국토교통부와 사업제안자인 LH의 전 직원과 업무관련자의 직계존비속의 토지 소유 여부를 조사했으며, 그 결과 투기 의심 사례는 확인되지 않았다. 지구와 인근 지역 내 최근 3년간 거래 2,917건을 대상으로 이상거래 조사수행 대상 654건을 선별하였으며, 추가 기획조사 등을 통해 위법의심 거래 적발 시 수사도 철저히 의뢰할 예정이다. 마지막으로 지난 8.13대책 시 신규택지 발표를 예고하면서 서울 GB 전역과 서울 인접 수도권 GB 등을 토지거래허가구역으로 지정한 바 있다. 당시 지정된 지역 중 이번 발표한 신규택지 후보지의 영향권은 제외하고, 나머지 지역은 토지거래허가구역을 해제하여 국민 재산권 제약을 최소화하는 한편, 후보지 일대의 투기 수요는 철저히 차단할 계획이다. 홍지선 국토부 장관은 "청년·신혼부부 등 실수요자가 선호하는 우수한 지역에 지속적으로 주택을 공급하는 것이 그 무엇보다 중요하다"며 "이번 신규택지는 지구 지정부터 착공까지 모든 절차에 최단기 착공 모델을 적용하여 신속하게 공급하는 데 총력을 다하겠다"고 말했다.  donglee@newspim.com 2026-10-29 10:00
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동