관심 높아지는 리튬인산철 배터리

2022-01-06 10:44:18 게재

중국기업 장착 늘어

값 싸고 안전성 높아

리튬인산철(LFP) 배터리 관심이 높아졌다. 지난해 중국에서 판매된 LFP 배터리 탑재 전기차 비중은 지난해 9월 이후 NCM(니켈 코발트 망간) 또는 NCA(니켈 코발트 알루미늄) 등 삼원계 배터리 비중을 뛰어넘었다. 삼원계 배터리는 LG에너지솔루션 SK온 삼성SDI 3사의 주력 생산품이다.

5일 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 LFP배터리 대부분은 중국업체들이 생산하고 있으며 테슬라뿐 아니라 폭스바겐 포드 등도 LFP배터리에 관심을 보이고 있다. 애플카를 만들고 있는 미국 애플사도 중국 배터리업체 CATL과 BYD와 LFP배터리 공급협상을 벌이기도 했다.

리튬이차전지는 초기 원통형 리튬이차전지보다 3배 이상 에너지밀도가 증가했다. 출력특성도 증가했다.

리튬이차전지가 대용량화되면서 가격과 안전성 강화가 중요한 화두로 떠올랐다. 최근 삼원계 배터리를 장착한 전기차에서 잇따른 화재가 발생하면서 리튬인산철에 대한 관심이 고조되고 있다. 리튬인산철은 양극재에 코발트를 사용하지 않아 상대적으로 저가에 제조가 가능하다. 비교적 가격이 싼 철을 사용하기 때문이다.

고온과 과충전 상태에서도 구조붕괴가 일어나지 않아 수명과 안전성이 우수하다. 또 리튬인산철에 대한 핵심특허가 올해 대부분 만료돼 특허료 지불이나 특허침해에 대한 위험이 줄어들었다.

특히 중국기업들이 리튬인산철 배터리 안전성을 활용한 셀투팩(Cell to Pack)공정을 통해 공간활용을 최적화했다. 이를 통해 부피당 에너지밀도를 증가시켰다. 리튬인산철 약점인 낮은 에너지밀도 문제 해결에 성과를 냈다.

이같은 기술의 발달로 현재 리튬인산철 배터리를 장착한 전기차 항속거리는 400km에 달한다. 이 배터리를 적용한 테슬라 2021년 모델3의 경우 주행거리가 407km에 달한다.

최근 코발트 니켈 등 삼원계 배터리 원자재 가격이 폭등하면서 저가 배터리에 대한 관심이 높아졌다.

일본 니케이 아시아는 최근 "코발트 가격은 지난해 1월 이후 2배 증가했고 니켈은 15% 상승했다"고 보도했다.

배터리업계 관계자는 "우리나라 배터리 3사는 삼원계 배터리 생산에 전력을 다하고 있다"며 "최근 저가와 안전성, 소재의 원활한 공급 등 문제에서 유리한 리튬인산철 배터리를 포함한 다양한 방식의 배터리에 대한 연구와 검토가 필요한 시기"라고 말했다.
범현주 기자 hjbeom@naeil.com
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