완성차 업체들, 속속 배터리 진출에 K배터리 “심각한 위협 아냐”

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“95% 이상 안정적 수율 잡는데 2년 이상 소요”

권영수 LG에너지솔루션 부회장. LG에너지솔루션 제공

전기차 업체들이 속속 배터리 사업에 진출하지만 국내 배터리 업체들은 태연자약한 분위기다. 완성차 업계의 배터리 내재화 시도에도 배터리 업체들이 여유만만한 것은 제조 기술의 우위에 따른 자신감 때문이다. 배터리는 전기차 원가의 30~40%를 차지하며, 전기차의 성능을 좌우하는 ‘심장’이다. 이런 연유로 완성차 업체들은 ‘배터리 독립’을 시도했으나 아직 성공한 업체는 나오지 않고 있다. 테슬라의 야심작 1세대 4680 배터리는 에너지 밀도가 목표치에 이르지 못했다.

12일 배터리 업계에 따르면 배터리 제조는 환경에 극히 민감한 산업이어서 공장 준공에서 95% 이상의 안정적인 수율(생산품 가운데 정상품 비율)을 잡는 데 수년이 걸린다. 실제로 LG에너지솔루션은 폴란드 공장의 수율을 잡는데 2년 이상이 걸렸고, 모 업체는 해외 공장의 수율을 올리는데 2년째 안간힘을 쏟고 있다. 업계 관계자는 “배터리 제조는 원료 믹싱에서 조립과 후공정까지 한 달 이상 걸리는 지난한 공정”이라며 “수율을 잡는 데 필요한 노하우를 가진 전문 인력 확보가 완성차 업체들엔 가장 큰 걸림돌이 될 것”이라고 말했다.

“배터리 업체, 규모의 경제…기존 특허, 진입 장벽”

SK온의 배터리 제조기술 ‘Z-폴딩 기술’ 개념도. SK온 제공

완성차 업체들이 배터리 리스크 분산 차원에서 내재화를 시도하지만 필요한 모든 배터리를 내재화할 수 없어 외부로부터 조달하지 않을 수 없는 상황이다. LG에너지솔루션 관계자는 “완성차 업체들의 자체 배터리 생산은 심각한 위협이 되지 않을 것”이라며 “배터리 업체들은 ‘규모의 경제’ 실현 단계에 접어들었다”고 말했다. 규모의 경제에서는 배터리가 맞춤형 생산이라고 하더라도 제품 표준화와 생산 비용 절감이 가능하다.

완성차 업체들의 진입 장벽이 되는 또 한가지는 배터리 업체들이 확보한 특허다. 지난 10년간 연구개발(R&D)에 5조원 이상 쏟았던 LG에너지솔루션이 확보한 배터리 관련 특허는 2만 5000건이 넘는다. LG화학이 2019년 4월 SK이노베이션을 상대한 미국에서 제기한 배터리 특허 소송의 결과 합의금 2조원은 배터리 진출을 도모하는 완성차 업체들에겐 반면교사가 되고 있다. 업계 관계자는 “아무리 기술의 테슬라라고 하더라도 단기간에 기술 장벽을 뛰어넘는 것 사실상 불가능하다”며 “완성차 업체가 기술을 연구하는 동안 기존 배터리 업체들의 기술은 더 달아날 것”이라고 말했다. 기존 업체들은 핵심 원자재 확보를 통한 가격 경쟁력과 신기술 개발을 통한 품질 경쟁력도 더하고 있다.

‘테슬라 1세대 4680’ 에너지 밀도, 목표치 미달

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO). 서울신문 DB

테슬라가 배터리 내재화에 가장 적극적으로 움직이고 있다. 테슬라는 최근 국내 양극재 소재 업체 엘앤에프와 내년부터 2025년 말까지 2년간 29억달러(3조 8000억원) 규모의 하이니켈 양극재 공급계약을 체결했다. 테슬라의 모델Y를 52만~55만대가량 생산할 수 있는 양극재 6만~7만톤을 공급할 것으로 추정된다. 하이니켈 양극재는 니켈 함량 80% 이상의 양극재로, 고가의 코발트 대신 니켈 함유량을 높여 보다 저렴하게 배터리를 제작할 수 있는 소재다. 이 소재는 테슬라의 4680(지름 46㎜, 높이 80㎜) 원통형 배터리 제조에 사용될 것으로 전망된다.

앞서 테슬라는 2020년 9월 ‘배터리 독립’을 선언했고, 배터리 내재화를 위해 4680배터리 자체 생산을 위한 설비를 구축하고 있다. 또 배터리의 핵심 소재인 리튬을 확보하고자 최근 캐나다 리튬 업체인 ‘시그마 리튬’ 인수를 검토하고 있다.

테슬라는 캘리포니아주 프리몬트 공장에서 생산된 1세대 4680 배터리의 경우 에너지 밀도가 목표치에 도달하지 못했다.

완성차 업체, 광산 업체 등과 핵심 원자재 공급 계약

전기 픽업트럭 생산 약 6주만에 재개하는 포드 미국 포드자동차는 2일(현지시간) SK온 배터리를 탑재한 전기 픽업트럭 F-150 라이트닝의 생산을 오는 13일 재개한다고 밝혔다. 이는 지난달 4일 미시간주 디어본 공장 외부의 출고 대기장에서 사전품질 검사를 받던 F-150 라이트닝 한 대가 충전 중 화재를 일으킨 직후 생산을 멈춘 지 거의 6주 만이다. 사진은 2021년 9월 21일 미국 미시간주 폰티악시에서 열린 자동차 전시회에 참가한 F-150 라이트닝 모습. 연합뉴스

미국 GM과 포드도 각각 캐나다 광산업체 리튬 아메리카스·호주 광산 업체 라이언타운 리소스에의 지분 투자 및 리튬 공급 계약을 마무리 지었다.

유럽 자동차 업체들도 마찬가지다. 폭스바겐은 2021년 3월 파워데이 행사를 통해 배터리 내재화를 ‘다시’ 선언했다. 스웨덴 배터리 스타트업 노스볼트와 제휴, 유럽에 2030년까지 총 6개의 배터리 공장을 세워 배터리 비용을 절반으로 절감하겠다고 발표했다. BMW와 메르세데스 벤츠도 각각 호주·캐나다 업체와 리튬 공급 계약을 맺었다.

이기철 선임기자