- 하이니켈 안정성 이슈, 알루미늄으로 보완

[디지털데일리 김도현 기자] 전기차 평가요소 중 하나로 ‘주행거리’가 꼽힌다. 한 번 충전에 얼마나 갈 수 있는지가 관건이다. 국내 배터리 3사는 고용량 제품 생산을 위해 노력 중이다. 니켈 함량 향상이 핵심인데 일정 수준에 달하면 한계가 있다. 주요 업체들은 지속적인 성능 개선을 위해 다양한 방안을 모색하고 있다.

9일 국내 배터리 3사는 이날 서울 강남구 코엑스에서 열린 ‘더 배터리 컨퍼런스2021’을 통해 각사 전략을 공개했다.

기존 주력 제품은 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리다. 니켈이 많을수록 에너지밀도가 높아져 용량을 늘릴 수 있다. LG에너지솔루션 삼성SDI SK이노베이션 등은 최근 80% 이상 하이니켈 배터리를 연이어 개발 및 생산하고 있다.

이날 삼성SDI 장혁 부사장은 “현재 니켈 88% 배터리를 생산하고 있다. 이론적으로는 94%까지 가능하다고 본다”고 설명했다. LG에너지솔루션 김제영 상무와 SK이노베이션 이존하 센터장도 니켈 함량 한계를 94%로 제시했다.

장 부사장은 “이를 극복하기 위해 단결정 양극재와 실리콘 음극재 등을 준비하고 있다”고 언급했다.

단결정 양극재는 기존 다결정 양극재 대비 충·방전 과정에서 손상이 적다는 장점이 있다. 실리콘 음극재는 현재 상용화된 흑연 음극재보다 에너지밀도가 4배 정도 높은 것으로 파악된다.

다만 니켈이 다량 함유되면 안정성 이슈가 발생한다. 보완재가 알루미늄(A)이다. 알루미늄을 더해 출력은 높이고 화학적 불안정성은 낮췄다.

LG에너지솔루션과 삼성SDI는 각각 NCMA 배터리와 NCA 배터리를 개발했다. 하반기 양산을 앞두고 있다. SK이노베이션이 출시를 앞둔 NCM9반반 배터리(니켈 함럄 90% 이상)에도 알루미늄이 포함된 것으로 알려졌다.

<김도현 기자>dobest@ddaily.co.kr