김필수 대림대 교수
김필수 대림대 교수

전기차 중흥 시대가 오고 있다. 특히 올해부터는 전기차 전용플랫폼을 활용한 가성비 높은 전기차가 다수 출시되면서 본격적인 전기차 중흥 시대가 시작됐다. 현재 전기차 가격은 내연기관차 대비 약 1.5~2배 높은 편이다. 테슬라의 앨런머스크가 향후 5년 이후에 자체적인 배터리를 제작하면서 비용을 크게 낮추겠다고 선언한 이유도 바로 이러한 경쟁력 제고가 없으면 한계가 있다는 뜻이기도 하다. 

현재 전기차 비용의 약 40% 정도가 배터리 가격이다. 따라서 배터리 가격을 낮추고 성능을 높이기 위한 각종 연구개발이 이뤄지고 있는 것이 현실이다. 현재 가장 진보된 배터리는 리튬이온 배터리라 할 수 있다. 에너지 밀도가 높고 부피 대비 가장 앞선 배터리로서 대부분의 전기차에 탑재 중이라 할 수 있으나 가장 큰 취약점이 배터리 자체에 압력이나 충격을 받으면 열이 크게 발생해 화재 가능성이 커진다는 것이다. 

특히 한 번 불이 붙으면 열폭주 현상이라 하여 소방대원이 출동해도 진화가 어려울 정도여서 전소되는 이유가 많다. 작년 14건이나 화재가 발생한 코나 전기차도 대부분 전소된 이유라 할 수 있고 해외의 전기차 화재도 비슷하다. 현재 전기차의 관건인 배터리 전쟁 중이라 할 수 있다. 더욱 에너지 밀도를 높이고 더욱 빠르게 급속 충전이 가능하며, 충전반복으로 수명이 줄지 않는 전고체 배터리를 개발 중이다. 역시 전고체 배터리는 열 등에도 강해 과열돼 화재가 발생할 가능성이 낮다. 

배터리 핵심부품인 전해질을 고체로 하여 안정성을 강화한 배터리이다. 아직 전고체 배터리는 양산형으로 생산할 수 있는 기술 확보가 돼 있지 못해서 배터리 회사가 사활을 걸고 연구 중이다. 배터리 소재는 크게 4가지로 나눠진다. 양극재, 음극재, 분리막과 전해질이라 할 수 있다. 모든 부품이 중요하지만 배터리 가격의 약 40%를 차지하는 것이 바로 양극재이다. 

현재로서는 니켈 코발트 망간이라고 하는 NCM 배터리가 핵심이라고 할 수 있으며, 고성능을 위한 니켈의 함유량을 높인 배터리가 중심이다. 배터리는 한·중·일 삼국지 전쟁이라 할 수 있다. 글로벌 배터리회사 중 상당수가 한·중·일이다. 대한민국은 LG에너지솔루션과 삼성SDI, SK이노베이션이 글로벌 순위 1~6위 정도이고 중국 CATL과 글로벌 순위 1~2위를 오간다. 여기에 중국 BYD와 일본 파나소닉이 상위권을 차지한다. 

전기차에서 차지하는 배터리의 중요성이 강조되면서 배터리 전쟁도 더욱 치열해지고 있다. 지금까지는 전기차 제조사가 약 40%의 비용에 해당되는 배터리를 전문회사에 위임했으나 수직·하청구조를 지향하는 글로벌 제조사들은 자체적으로 배터리를 공급받기를 원한다. 앞으로 수년간은 기존 배터리 회사에 대한 의존도가 급증하는 전기차 수용에 대응해 공급량을 늘리겠지만 결국 자체적인 배터리 생산이 가능해질 것으로 예상된다. 

기존 배터리 회사들도 이러한 흐름을 인지한 만큼 더욱 차별화된 배터리 기술을 확보해 특화시킬 것이며, 결국 전기차 하청이 용이한 특성을 고려해 글로벌 배터리 회사의 전기차 생산도 불가능하지는 않을 것으로 예상된다. 결국 미래 모빌리티의 관건은 배터리 독립을 누가 완성하는가에 달려 있고 차별화되고 특화된 고성능 배터리 기술 보유가 관건이라 할 수 있다. 

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