리튬이온배터리는 양극재가 어떤 물질로 이뤄지는지에 따라 구분됩니다. 리튬코발트산화물(LCO) 양극재로 이뤄진 ‘삼원계 배터리’와 ‘사원계 배터리’, 그리고 코발트 대신 인산철을 넣어 LFPO(LiFePO₄) 양극재로 구성된 ‘LFP 배터리’가 있습니다. 최근 LFP 배터리가 시장에서 조명 받고 있는데요. 왜 시장에서 주목받고 있는지 살펴보고, LG에너지솔루션은 어떤 LFP 배터리 사업을 추진하고 있는지 함께 알아보겠습니다.
Q. LFP 배터리가 왜 주목받고 있나요?
LFP 배터리는 가격이 저렴하고, 안정성이 높다는 장점이 있습니다. 값비싼 코발트보다 저렴한 인산철을 사용하기 때문에, 배터리 제조에 투입되는 원자재 가격을 낮출 수 있죠. 그리고 양극재 구조 중에서도 육면체 형태로 이루어진 ‘올리빈 구조’를 가지고 있어 안정적입니다. 과충전, 과방전으로 인한 사고 가능성도 낮고, 배터리 셀(Cell)이 열화되는 현상도 적어 배터리 수명도 길다는 장점이 있죠.
* 올리빈 구조가 궁금하다면 (인포그래픽#14) 양극재 구조 알아보기 보러가기
이처럼 많은 장점이 있지만, 에너지 밀도가 낮아 전기차에 탑재했을 때 주행거리가 짧다는 단점이 있어 상대적으로 주목도가 낮았습니다. 하지만 니켈, 코발트 등 배터리 제조에 쓰이는 핵심 광물의 가격이 오르면서, 이를 사용하지 않는 LFP 배터리가 조명받기 시작했습니다. 또 이전보다 배터리 성능이 좋아져서 LFP 배터리를 고려하는 추세죠. 그 결과 전기차에 탑재되는 LFP 배터리의 비중이 2020년 17%에서 2022년 36%까지 증가했습니다.
Q. 글로벌 LFP 배터리 시장은 어떤가요?
각 나라별로 LFP 배터리 시장의 흐름은 어떻게 변하고 있을까요?
중국은 내수시장을 중심으로 LFP 배터리 시장이 급성장했습니다. 이에 따라 2021년부터는 LFP 배터리 수요가 급증해 중국 전기차의 절반 이상에 LFP 배터리가 탑재되었습니다.
북미 LFP 배터리 시장도 점점 커질 전망입니다. 리서치 기관인 블룸버그NEF에 따르면 미국 전기차 시장에서 LFP 배터리는 2030년까지 초과수요를 유지하고, 미국 전기차 수요의 40%를 달성할 것으로 예상하고 있습니다. 또 미국 완성차 기업 중 하나는 여러 전기차 모델에 LFP 배터리를 채택할 수 있다는 가능성도 내비쳤습니다.
우리나라는 LFP 배터리 시장에서 우위를 점하기 위해 지원을 아끼지 않고 있습니다. 정부가 민간과 함께 향후 4년간 233억 원을 투자해 세계 최고 품질의 LFP 배터리 개발에 나섭니다. 이 프로젝트의 목표는 크게 2가지로 나뉘는데요. △LFP 배터리 양극 소재의 국산화 △세계 최고 에너지 밀도를 가진 LFP 배터리 셀 제조 기술 개발 등을 목표로 삼고 매진할 예정입니다.
Q. LG에너지솔루션은 어떤 LFP 배터리 사업을 추진하고 있나요?
LG에너지솔루션은 LFP 배터리의 중요성을 인식하고, 사업을 다각도로 펼치고 있습니다.
미국 현지 대규모 생산공장에서 파우치형 LFP 배터리를 생산할 예정입니다.
LG에너지솔루션은 북미 시장을 공략하기 위해 많은 전략을 펼치고 있습니다. 그 중 미국 애리조나에 총 3조 원을 투자하여 16GWh급의 ESS 전용 배터리 생산 공장을 건설할 계획인데요. 2023년 생산공장 구축에 나서고, 2026년 양산을 목표로 하고 있으며, LG에너지솔루션이 독자적으로 개발한 파우치형 LFP 배터리를 생산할 방침입니다. 이를 통해 LG에너지솔루션은 미국 내 유일한 ESS용 LFP 배터리 생산 공장을 갖추게 되며, LFP 배터리 기술 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 예상하고 있습니다.
LFP 셀(Cell)을 적용한 신제품도 개발했습니다.
9월 11일부터 14일(현지 시간)까지 미국 라스베이거스에서 열린 ‘RE+ 2023’ 행사에서 4.76MWh 용량의 LFP 셀을 적용한 전력망용 ‘모듈러 타입’ 수냉식 컨테이너 제품을 공개했습니다. 이 제품은 유지 보수 비용을 한 층 줄일 수 있고, 제품 수명을 늘어난 특징이 있는데요. 여기에 모듈러 타입을 적용하여 각 지역의 환경 및 규제 등을 고려할 수 있어 최적의 에너지를 제공할 수 있습니다.
또 올해 11월부터 유럽 배터리 시장에서 LFP 기반 가정용 ESS를 출시합니다.
유럽 시장을 타깃으로 한 가정용 ESS 브랜드 enblock 제품 중 ‘enblock E’는 LFP 배터리를 기반으로 한 제품입니다. 이 제품은 NCM 등의 삼원계 배터리를 탑재한 ESS 제품보다 40% 높은 에너지 밀도를 자랑합니다. 이처럼 enblock E를 통해 LG에너지솔루션은 LFP 배터리 기술력의 우수성과 대량 생산 능력이 확보되었음을 알 수 있죠.
마지막으로 2023년 안에 중국 남경 공장 라인 일부를 LFP 배터리 생산으로 전환합니다. 이를 통해 LFP 배터리 기반으로 한 ESS용 배터리 양산에 돌입할 예정입니다.
제품 포트폴리오를 LFP 배터리까지 확장하며 글로벌 배터리 기업으로서 혁신을 추진하고 있는 LG에너지솔루션! LFP 배터리를 통해 어떤 전략을 펼칠지 앞으로 많은 관심 부탁드리겠습니다.