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토요일, 11월 27, 2021

한중일 배터리 삼국지, ‘전고체 전지’ 전쟁 불붙는다

자동차 산업이 빠르게 바뀌고 있다. 파리기후협정 이후 각국이 환경 최우선 정책을 펴면서, 무게 중심이 내연기관에서 전기차와 수소전기차 등으로 옮겨졌다. 유럽은 앞으로 5년 안에 전체 자동차의 25%를 친환경 차로 채우겠다는 목표를 내걸었다. 세계 최대 자동차 시장으로 떠오른 중국도 거리에 다니는 자동차 5대 가운데 한 대는 전기차나 수소전기차가 될 전망이다.

전기차와 에너지저장장치(ESS) 등의 수요 확대로 2차 전지 시장은 급격히 팽창할 조짐이다. 일각에서는 배터리 시장 규모가 반도체 시장을 넘어설 정도로 커질 것이란 전망을 내놓기도 한다. 시장조사업체 SNE리서치는 2030년 세계 리튬이온 배터리 수요가 3392GWh에 이를 것으로 예상했다. 앞으로 17배 가까이 폭증할 것이란 얘기다. 전기차 경쟁의 이면에서 2차전지 시장을 건 업체간 치열한 전쟁(?)이 펼쳐질 것으로 보인다.

세계 2차전지 시장을 선도하는 것은 한국과 일본, 중국 등 동북아시아 3국이다. 현재 세계 2차전지 출하량의 99%를 이들 세 나라가 차지하고 있다. 유럽에서는 독일의 폭스바겐그룹 등 완성차 업체가 배터리 투자를 대폭 늘리며 추격 중이다. 전기차 원가의 40%가량을 차지하는 배터리 시장을 포기할 수 없다는 각오가 깔려 있다.

업체별로는 중국이 강세를 보이고 있다. 중국 CATL은 짧은 시간 세계 최대 배터리 업체로 성장했다. 지난해 세계 시장 점유율이 27%에 달했다. 2위는 일본의 파나소닉으로 25%를 기록했다. 하지만 최근 한국의 LG화학이 빠르게 선두 업체를 뒤쫓고 있다. 올해 월간 기준 한때 시장 점유율 27.1%를 기록했다. 세계 1위에 오르기도 한다. 삼성SDI, SK이노베이션 등도 점유율을 늘리며 배터리 경쟁에 뛰어들었다.

아직 미국이나 유럽 업체가 배터리 경쟁에 본격 가세하지 못한 가운데 ‘한·중·일 삼국지’가 펼쳐졌다. 삼국은 배터리 모양도 다르다. 일본과 중국이 각각 원통형과 각형을 주력으로 한다면 한국은 파우치형이 대세다. 원통형은 기존 가전제품 등에서 많이 쓰여온 가장 전통적인 형태이며, 각형은 상자 형태로 내구성과 안전성이 높은 것으로 평가 받는다. 파우치형은 필름 용기에 담겨 가벼우며 다양한 형태로 만들 수 있는 것이 장점이다.

한국 업체가 생산하는 파우치형은 유럽과 미국 기업이 관심을 보이면서 최근 매출이 가파르게 오르고 있다. 특히, 한국 배터리 제조사는 설계와 제조에 강점을 보이고 중국과 유럽, 미국 등에 생산기지를 두어 세계적인 완성차 업체와 좋은 협력 관계를 구축하고 있다. 다만 일본 기업보다 핵심 소재 기술력이 뒤떨어지는 것이 약점으로 지적된다. 현재 일본과 한국 배터리의 소재 기술력은 1년 정도 격차가 있는 것으로 평가된다.

세계 배터리 선진국은 경쟁에서 이기기 위해 차세대 전지인 ‘전고체 배터리’에 주목하고 있다. 전고체란 리튬 이온의 이동통로인 전해질을 액체에서 고체로 바꾼 것을 말한다. 전해질을 고체로 바꾸면 에너지 밀도가 높아지는 동시에 폭발 등 사고 위험은 크게 줄어들게 된다. 더욱 작은 배터티로 안전하게 더 많은 거리를 달릴 수 있는 전기차를 만들 수 있다는 뜻이다.

전고체 배터리 개발을 위해서는 넘어야할 산이 많다. 고체 전해질은 액체보다 리튬이온 이동 속도가 느리다. 또 전지의 출력이 약해 수명이 짧아지는 치명적인 단점이 있다. 기존 배터리와 비교해 가격 경쟁력을 가질 수 있는지도 문제다. 한국 배터리 제조사가 5~10년 앞서 전고체 개발을 시작한 일본 업체를 따라잡을 수 있을지도 관건이다. 다만, 전고체 개발에 성공한 나라가 앞으로 배터리 시장을 장악할 것은 분명해 보인다.

희승 electric@theplug.co.krhttps://theplug.co.kr/news/author/mykim/
안녕하세요. '전기(?)'를 사랑하는 채희승입니다. 지구 환경을 지키는 멋진 친환경차 관련 유익하고 재밌는 이야기 보따리를 풀어보겠습니다.

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