전고체 배터리는 정의선 현대자동차그룹 수석부회장이 관심을 기울이고 있는 제품이다. 배터리 양극과 음극 사이의 전해질을 액체에서 고체로 대체하는 기술로 차세대 전기차의 ‘게임체인저’로 불린다.
현재 전기차 등에 사용되는 리튬이온배터리의 전해질은 액체다. 리튬 이온이 양극을 오가며 전기를 생산하는데 액체 상태의 전해질은 온도 변화에 따라 얼거나 기화 또는 팽창할 수 있다. 외부 충격에 약해 폭발하기도 한다. 전해질을 고체로 바꾸면 이런 위험이 사라진다. 고체의 전해질은 분리막 역할도 하기 때문에 배터리 크기도 줄일 수 있다. 작고 고용량이면서도 폭발 위험이 없는 배터리를 제조할 수 있다. 일본 후지경제연구소는 세계 전고체 전지 시장이 2035년 2조7877억엔(약 28조6700억원)에 이를 것으로 전망했다.
획기적인 배터리지만, 아직은 해결해야 할 기술적인 과제가 많다. 고체의 전해질은 액체보다 리튬 이온의 이동속도가 느려 전지의 출력이 낮고 수명도 짧다. 현재 기술로는 상용화까지 10년 가까운 기간이 걸릴 것이란 전망이 많다. 이 때문에 세계 각국은 고체 전해질의 상품화를 앞당기기 위한 연구에 경쟁적으로 뛰어들고 있다.
삼성은 최근 전고체 배터리 혁신 기술을 발표해 세계적 관심을 받았다. 삼성종합기술원이 최근 공개한 전고체 배터리 기술은 1회 충전으로 800㎞를 주행하고 1000회 이상 재충전할 수 있어 주행거리가 획기적으로 늘어날 것이라는 기대가 나온다.
LG화학, 보쉬, 다이슨 등 국내외 배터리 관련 회사뿐 아니라 글로벌 자동차 회사들도 전고체 배터리 개발에 직접 뛰어든 상태다. 삼성SDI는 삼성종합기술원과 협력해 전고체 배터리 기술 공동 개발에 나섰다.
전기차 시대를 앞두고 오랜 경쟁 관계였던 삼성그룹과 현대자동차그룹이 손잡았다. 엔진 시대에는 후발주자였지만 전기차 시대에는 글로벌 시장의 리더가 되고 싶어 하는 현대차가 삼성SDI에 ‘배터리 동맹’을 제안한 게 계기였다. 시장은 반응했다. 두 회사의 협업 소식에 삼성SDI를 비롯해 배터리 제조 관련 기업(밸류체인) 주가가 일제히 급등했다.원통형 배터리 공급?이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대차그룹 수석부회장은 13일 삼성SDI 천안사업장에서 차세대 전기차용 배터리인 전고체 배터리 개발 현황과 방향성에 대한 의견을 교환했다. 삼성SDI는 이날 8.98% 오른 30만9500원에 거래를 마쳤다.현대·기아자동차는 지금까지는 삼성SDI 배터리를 쓰지 않았다. 삼성과 현대는 오랜 기간 재계의 라이벌이었기 때문이다. 그래서 주력인 배터리 종류도 다르다. 현대·기아차는 파우치형 배터리를 쓴다. LG화학과 SK이노베이션으로부터 주로 납품받는다. 삼성SDI는 각형 배터리와 원통형 배터리가 주력이다.최근 전기차 시장이 열리면서 두 회사가 협업할 기회가 찾아왔다. 현대차는 전기차 시장을 장악하기 위해 배터리 플랫폼인 ‘E-GMP’를 개발하고 있다. 한 번 플랫폼을 만들어 대세가 되면 이 플랫폼을 다른 완성차 업체에 공급하는 것도 가능하다. 현대차는 여기에 파우치형 배터리뿐만 아니라 원통형 배터리를 쓰는 방안도 검토 중인 것으로 알려졌다. 현재 원통형 배터리를 주력으로 사용하는 곳은 테슬라다.각형 배터리를 납품받을 가능성도 열려 있다. 폭스바겐은 파우치형과 각형 배터리를 모두 사용한다. 현대차가 원통형과 각형, 파우치형을 자유자재로 쓸 수 있게 되면 배터리 공급처를 다변화해 공급 부족 사태가 오더라도 대응이 가능하다. 완성차 고객의 선택지도 넓어지기 때문에 E-GMP 플랫폼 경쟁력도 높아진다.전고체 배터리 시대 수혜주는NH투자증권에 따르면 삼성SDI와 현대차그룹 간 전략적 제휴가 성사될 경우 삼성SDI가 2025년 현대차에 공급 가능한 배터리는 20GWh 수준일 것으로 추정된다. 제품 생산량이 늘어나면 관련 기업으로 수혜가 이어질 것이라는 전망에 따라 이날 동화기업(29.85%), 코스모신소재(23.1%), 에코프로비엠(14.97%), 일진머티리얼즈(8.01%) 등 관련 기업 주가가 급등했다.이날 두 기업 최고경영진이 전고체 배터리를 주제로 대화했다는 소식에 관련 기업에 대한 관심도 커지고 있다. 가장 눈에 띄는 기업은 에코프로비엠이다. 이 회사 주가는 지난 3월 19일 저점을 찍은 뒤 54% 올랐다. 전기차 배터리의 주행 거리를 늘리기 위해서는 양극재에서 니켈 함량을 높여야 한다. 에너지 밀도가 높아지기 때문이다. 에코프로비엠은 하이니켈(니켈 비중 80% 이상) 양극재 시장을 선점하고 있다. 차세대 배터리로 불리는 전고체 배터리 시장에서도 성장이 가능하다. 에코프로비엠은 니켈 비중이 88%인 양극재를 상용화했고, 니켈 90%와 단결정 양극재, 전고체 배터리용 양극재를 개발 중이다. 주민우 메리츠증권 연구원은 “경쟁사 대비 하이니켈 경쟁력이 뛰어난 만큼 밸류에이션 프리미엄을 인정받아야 한다”며 “고객을 줄 세울 수 있는 회사”라고 평가했다.씨아이에스는 전극공정 장비 전문 업체다. 중대형 전지 제조 설비에서 전극 공정이 차지하는 비중은 30~40%에 달한다. 씨아이에스는 올해 1월 황화물계 고체 전해질 제조방법 특허를 등록해 전고체 배터리 시대를 준비하고 있다.포스코케미칼에 대해서는 의견이 엇갈린다. 포스코케미칼은 흑연 음극재를 주력으로 생산한다. 천연 흑연을 가공해 고속 충전에 유리한 인조 흑연을 개발하고 있는데, 이 제품이 상용화되면 기존 판매가의 두 배를 받을 수 있다.문제는 전고체 배터리가 상용화될 경우 음극재가 기존의 흑연에서 리튬 메탈로 대체될 가능성이 있다는 점이다. 주 연구원은 “포스코케미칼도 리튬메탈을 개발하고 있지만 공급 불확실성과 신규 투자는 부담으로 작용할 것”이라고 말했다.고재연 기자 yeon@hankyung.com
이재용 삼성전자 부회장과 정의선 현대자동차그룹 수석부회장이 만나 차세대 전기자동차용 배터리 개발 등에 대해 논의한다. 두 사람이 공개적으로 별도 회동을 하는 건 이번이 처음이다. 현대차그룹 최고경영진이 삼성 사업장을 방문한 전례도 없다. 13일 산업계에 따르면 정 수석부회장은 이날 삼성SDI 천안사업장을 찾는다. 알버트 비어만 현대·기아차 연구개발본부장(사장)과 서보신 현대차 상품담당 사장 등이 동행한다. 삼성에서는 이 부회장 외 전영현 삼성SDI 사장, 황성우 삼성종합기술원 사장 등이 배석한다. 현대차그룹 경영진들은 삼성SDI 및 삼성종합기술원 담당 임원으로부터 글로벌 전고체 배터리 기술 동향과 삼성의 전고체 배터리 개발 현황 등에 대해 설명을 듣고, 관련 내용에 대한 논의를 이어갈 계획이다. 양사 경영진은 사업장 내 전기차용 배터리 선행 개발 현장도 둘러본다. 현대차그룹 관계자는 "현대·기아차는 세계 최고 성능의 전기차에 필요한 배터리 성능 구현을 위해 연관 기술을 연구하고 있다"며 "이번 방문은 차세대 배터리 기술 방향서에 대한 의견을 교환하고 신기술 현황 등을 공유하기 위한 차원"이라고 설명했다. 삼성그룹 관계자는 "삼성의 전고체 배터리는 구조적으로 단단하고 안정화돼 가고 있는 차세대 배터리 기술 중 하나"라며 "모빌리티 분야에서의 혁신을 위해 양사 간 협력이 확대되기를 기대한다"고 말했다. 재계에서는 이 부회장과 정 수석부회장의 만남을 '파격적'이라고 평가하고 있다. 두 사람은 아직까지 공개적인 장소에서 개별 회동을 한 적이 없다. 현대·기아차는 아직 삼성SDI 배터리를 쓰지 않고 있다. 삼성이 1990년대 완성차사업에 뛰어든 이후 두 그룹 사이에 미묘한 긴장관계가 있다는 얘기가 일각에서 나올 정도다. 업계에서는 글로벌 미래차 시장을 선점하기 한국의 1, 2위 기업이 협업할 수 있을 것이라는 관측도 나온다. 재계 관계자는 "이 부회장과 정 수석부회장은 사석에서 친밀한 사이로 알고 있다"며 "두 사람이 미래를 위해 손을 잡는 건 충분히 가능한 일"이라고 말했다. 도병욱 기자 dodo@hankyung.com
이재용 삼성전자 부회장(사진)이 삼성SDI 천안 사업장 방문을 시작으로 현장경영을 재개한다. 이 부회장은 반도체 이후 삼성을 떠받칠 주력 사업으로 꼽히는 전기차 배터리 사업 현황 등을 보고받고 공급 확대 전략 등을 모색할 것으로 알려졌다. 지난 6일 이 부회장이 ‘새로운 삼성’에 대한 의지를 밝힌 이후 첫 경영 행보라는 점에서 산업계의 관심이 집중되고 있다.12일 관련 업계와 지방자치단체 등에 따르면 이 부회장은 13일 충남 천안에 있는 삼성SDI 배터리 사업장을 방문한다. 전영현 삼성SDI 대표(사장) 등 핵심 임원들과 함께 전기차 배터리 사업 전략을 논의한다. 이 부회장의 공식적인 대외 경영 행보는 지난 3월 25일 경기 수원 삼성종합기술원을 찾아 미래기술 전략을 점검한 뒤 약 한 달 보름 만이다.이 부회장은 지난해 7월 한·일 무역분쟁이 본격화한 이후 지방 사업장을 돌며 현장경영을 이어오고 있다. 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 확산 여파로 삼성전자가 비상경영체제에 들어간 3월에도 경북 구미 사업장, 수원 삼성종합기술원, 충남 아산 사업장을 찾아 임직원을 독려하고 미래 전략을 점검했다.이 부회장의 삼성SDI 천안 사업장 방문이 주목받는 것은 지난 6일 “가장 잘할 수 있는 분야에 집중하면서도 신사업에 과감하게 도전하겠다”고 선언한 이후 첫 방문지라는 상징성 때문이다. 전기차 배터리는 이건희 삼성 회장이 2010년 ‘5대 신수종 사업’으로 꼽은 삼성의 핵심 사업이다. 신수종 사업 선정 첫해인 2010년 2조3682억원이던 삼성SDI 배터리 사업 매출은 지난해 7조7116억원으로 급증했다. 삼성SDI 전체 매출(10조974억원)에서 차지하는 비중도 76.3%까지 높아졌다.차세대 사업인 전기차 배터리 시장에서도 삼성SDI는 선전하고 있다. 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 지난해 삼성SDI의 글로벌 시장 점유율은 5.5%로 세계 5위를 기록했다. 2018년 점유율은 3.2%였다. 업계 관계자는 “정부의 전폭적인 지원을 받는 CATL 등 중국 업체들과 경쟁하며 점유율을 높이고 있는 게 고무적”이라고 말했다.이 부회장은 전기차 배터리 사업에 대한 애정이 남다르다. 삼성SDI는 독일 보쉬와 전기차 배터리 합작법인 SB리모티브를 설립했다가 2012년 합작을 청산했다. 흔들렸던 전기차 배터리 사업을 다시 일으켜 세운 건 이 부회장이었다. 그는 2012년 독일 BMW를 직접 찾아가 관계를 맺고 대규모 공급계약을 이끌어냈다. 이런 인연은 지난해 삼성SDI가 BMW와 29억유로(약 4조원) 규모 장기 공급계약을 체결하는 데 원동력이 됐다.코로나19에 따른 완성차업체 공장 가동 중단으로 전기차 배터리 수주에 비상이 걸린 것도 이 부회장이 첫 방문지로 삼성SDI를 선택한 이유로 꼽힌다. 업계 관계자는 “이 부회장이 인맥과 네트워크를 활용한 납품처 확대 전략 등을 모색할 것”이라고 전망했다.황정수 기자 hjs@hankyung.com
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