김재영 LG엔솔 CTO "차세대 전고체-리튬황전지, 27년-30년 양산"

김재영 LG에너지솔루션 전무(CTO·최고기술책임자)는 7일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 '인터배터리 2024'의 더배터리 컨퍼런스에서 기조연설을 하고 있다./사진=한국배터리산업협회

LG에너지솔루션이 차세대 배터리로 '꿈의 배터리'라고 불리는 전고체 전지와 가볍고 싼 리튬황 전지를 꼽았다. 각각 2027년, 2030년 양산을 목표로 개발중이다.

김재영 LG에너지솔루션 전무(CTO·최고기술책임자)는 7일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 '인터배터리 2024'의 더배터리 컨퍼런스에서 이같이 밝혔다. 김 전무는 이날 'LG에너지솔루션의 차세대 배터리 기술 전략'이라는 주제로 기조 연설을 했다.

■ 가볍고 싼 리튬황전지…"전고체 배터리는 시간 걸리더라도 제대로"

김재영 전무는 "LG에너지솔루션이 보고 있는 차세대 배터리는 리튬황 전지, 전고체 전지 2가지"라며 "각각의 양산 시점은 2027년, 2030년으로 전고체 전지의 양산 시점은 경쟁사보다 뒤에 있지만 난이도가 높은만큼 제대로 된 개발을 하고자 하는 니즈가 있기 때문"이라고 설명했다.

리튬황 전지는 리튬 메탈을 음극 소재로 하고 고용량 황을 양극 소재로 하는 고용량 차세대 배터리다. 무엇보다 가볍고 저렴하며 무게당 에너지 밀도가 높은 것이 가장 큰 장점이다. 다만 배터리 수명이 떨어진다는 것은 한계로 꼽힌다.

김 전무는 "에너지 밀도와 출력을 해결하기 위해 개발중에 있고, 리튬황 전지 개발이 완료되면 고도 무인기나 도심항공교통(UAM) 등에 활용할 수 있을 것"이라고 내다봤다.

전고체 배터리 개발과 관련해서는 경쟁사보다 조금 늦더라도 제대로 된 개발을 하는 것이 중요하다는 설명이다. 전고체 배터리는 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용해 안전성과 에너지 밀도를 높인 것이 특징이다.

김 전무는 "전고체 배터리의 경우 어떤 수용성 있는 음극을 사용할 것인가가 가장 중요하다"며 "또 전고체 전해질은 이종의 고체간에 리튬이온 전달을 어떻게 저항을 줄이며 할 수 있을지가 핵심이다. 문제점을 정확히 인지해 개발해나가겠다"고 강조했다.

앞서 김동명 LG에너지솔루션 사장은 전고체 배터리 기술과 관련해 "시간이 걸려도 제대로 된 것을 내려고 한다"며 "미래 기술이다 보니까 완성도가 높고 실제 적용할 수 있는 제품을 준비하고 있다"고 말했다.

■ 가볍고 유연한 파우치형 폼팩터 강점…약 4만건의 특허 경쟁력 무기

파우치형 폼팩터의 경쟁력도 강조했다. 현재 LG에너지솔루션은 현재 파우치형과 원통형 배터리 등 두가지 폼팩터를 양산하고 있다. 김 전무는 "두가지 폼팩터는 약간의 상호보완적인 기능이 있다"며 "2개를 하면서 다양한 고객의 니즈를 만족시킬 수 있다"고 설명했다.

김 전무는 "파우치형의 가장 큰 장점은 가볍게 만들 수 있고, 자유로운 디자인 형상이 가능하다"며 "특히 에너지를 뽑는 과정에서 생기는 가스를 제거하고 균일하게 가압을 할 수 있다는 측면에서 차세대 케미스트리를 수용하기에 굉장히 적합한 형태"라고 말했다.

특허 경쟁력도 갖췄다는 설명이다. LG에너지솔루션은 현재 리튬 이온 전지와 관련해 약 4만건의 특허를 보유하고 있다. 김 전무는 "소재, 셀, 팩 등 모든 분야에서 굉장히 많은 특허권을 가지고 있고 핵심적인 특허를 확보하고 있다"며 "연구 개발 역시 교수진과 오픈이노베이션을 통해 다양한 분야에서 진행하고 있다"고 전했다.

LG에너지솔루션은 지난해 기준 34조원의 매출을 기록하며 가파르게 성장해왔다. 향후에도 전기차 시장 침투율은 우상향할 것으로 보고 있다. 김 전무는 "2030년에는 순수 전기차 비중이 전체 자동차의 30%에서 50%까지 될 것"이라고 예측했다.

김 전무는 "지금까지의 30년을 돌아보면 선구자로써 전기차용 리튬이온 전지개발에서 퍼스트 무버(first mover)로 충분히 앞서가고 있다는 것을 증명했다"며 "앞으로는 업계 1위가 되기 위해 계속해서 리튬이온 전지 산업을 리딩해나가겠다"고 말했다.

이어 "지난 기간 LG에너지솔루션이 걸어왔던 길은 곧 한국의 리튬이온 전지가 걸어왔던 길이라고 말할 수 있다"며 "앞으로의 30년은 중국을 포함한 경쟁자들의 도전이 엄청날 것으로 예상되는만큼 배터리 3사뿐 아니라 소재업체들도 함께 시장을 선도해나가야 한다"고 강조했다.