[이유IT슈] 테슬라가 가면 꽃길?…원통형·LFP 전성시대
10년 전만 해도 리튬인산철(LFP) 배터리는 저렴하고 성능이 떨어지는 '싸구려' 배터리라는 인식이 팽배했다. 하지만 지금 분위기가 달라졌다. 삼원계 배터리에 올인했던 국내 배터리 3사는 전기차 수요 둔화로 실적 악화를 겪고 있으며, LFP 배터리에 주력한 중국 배터리사들은 비중국 시장에서도 점유율을 높이며 승승장구하고 있다. '캐즘(일시적 수요 둔화)'이라는 말이 중국 배터리 업계에는 무색하다는 평가도 나온다. 중국 업체들은 에너지 밀도를 높이기 위해 셀투팩(CPT) 구조를 적용하고, LFP 구조에 망간을 도핑해 전압을 높이는 등 다양한 시도를 해 LFP 배터리 성능을 개선하자, 완성차 업체들도 생각을 바꾸기 시작했다. 포드와 스텔란티스는 중국 CATL과 협력해 각각 미국 미시간과 스페인에 LFP 배터리 공장을 설립, 내년부터 본격 생산에 나설 계획이다. 제너럴 모터스(GM)도 지난해 전기차 비용을 낮추기 위해 LFP 배터리를 도입할 계획이라고 발표했다. 프랑스 르노는 LG에너지솔루션과 협력해 전기차용 파우치형 LFP 배터리 공급 계약을 체결했다. LFP, 전기차 진입장벽 낮추는 대안으로 부상 LFP 배터리는 저렴한 가격과 삼원계보다 높은 열안정성 덕분에 화재 우려로 높아진 소비자들의 심리적 장벽을 낮추는 데 유리하다는 평가다. 중국은 LFP 배터리 주 원료인 인광석 최대 매장국이기 때문에 저렴한 원재료 수급이 가능하다. LFP배터리는 리튬·코발트 등 원가 변동성이 큰 금속을 사용한 삼원계 배터리 보다 원가가 30~50% 저렴하기 때문이다. 전기차 전체 가격 40%를 차지하는 배터리가 낮아지면, 전기차 가격도 낮출 수 있다. LFP 배터리를 채택하는 업체가 늘어난 데는 전기차 선두업체 테슬라도 한몫했다는 분석이다. 테슬라가 경쟁사인 BYD LFP 블레이드 배터리를 모델Y에 탑재했기 때문이다. LFP 배터리는 원래 300km 정도로 주행거리가 짧은 것이 단점이었는데, 테슬라 모델Y는 LFP 배터리를 탑재했는데도 400km 수준 주행거리를 확보해 경쟁력을 인정 받았다. LFP 배터리에 관심을 가지는 OEM들이 늘어나면서 국내 배터리 업체들도 LFP 시장에 뛰어들기 시작했다. 단, 가격 경쟁력에서 중국을 넘어서기 어려워 고성능 LFP 개발에 주력하고 있다. 예를 들어 삼성SDI는 하이니켈과 블렌딩해 LFP 밀도를 약 10% 향상하고 셀 안전성을 개선한 LFP+ 소재 기술을 개발했다. 지난해 르노향 LFP 배터리를 수주한 LG에너지솔루션은 유럽과 미국 OEM과도 협의를 진행 중이다. 테슬라가 포문 연 46파이, 벤츠·GM·리비안 등도 도입 테슬라는 원통형 배터리 시장이 커지게 한 장본인이기도 하다. 원통형 배터리는 직육면체(각형) 대비 공간 효율이 낮고, 각형, 파우치형 대비 다소 낮은 단위 면적당 에너지 밀도가 낮아 주력 폼팩터가 아니었다. 테슬라는 초기 전기차 모델부터 원통형 배터리를 적용했다. 노트북 배터리용으로 이미 대량 생산 중이던 배터리 18650(지름 18mm, 길이 65mm) 배터리를 사용했다. 가격이 저렴하고 공급망도 안정적이었기 때문이다. 원통형 배터리는 수십 년간 축적된 자동화 생산 기술 덕분에 가장 저렴하게 대량 생산 가능한 형태기도 했다. 테슬라는 더 많은 에너지·더 빠른 충전·더 적은 셀로 같은 용량을 구현하기 위해 원통형 배터리 크기를 18650→2170→4680 순으로 대형화하는 데 성공했다. 46파이 시리즈는 기존 배터리 보다 셀 하나에 더 많은 에너지 저장할 수 있어 배터리 팩 구성을 간소화할 수 있다. 배선과 연결 부품 등이 줄어 비용도 절감할 수 있다. 두꺼운 구조 덕분에 기계적 안정성도 높아 차세대 배터리로 주목 받는다. 이에 다른 완성차 업체들도 46파이 배터리에 관심을 둔다. 테슬라 외에 GM, BMW, 벤츠, 스탤란티스, 볼보, 리비안 등 다수 완성차 업체들이 46파이 배터리 적용을 검토하고 있다. 테슬라에 원통형 배터리를 공급해 온 LG에너지솔루션에 희소식이다. 덕분에 LG에너지솔루션은 올해 1분기까지 중대형 전지 판매량이 부진할 가능성이 높지만, 반면 원통형 전지 수요 가시성은 높아질 전망이다. 국내 배터리 3사는 올해 인터배터리에서 46파이 배터리를 주력 제품으로 내세우기도 했다. LG에너지솔루션은 46파이 배터리를, 삼성SDI는 차세대 46파이 원통형 배터리 라인업을 전격 공개했다. 46파이 배터리 개발에 가장 늦게 뛰어든 SK온도 다양한 높이 형태로 개발은 완료했고, 양산을 준비 중인 상태다.
