팔일일 배터리

팔일일 배터리는 니켈 80%, 코발트 10%, 망가니즈 10%가 함유된 양극재를 사용한 하이니켈 삼원계 배터리이다. SK이노베이션은 니켈, 코발트, 망간 8:1:1 비율로 혼합한 양극재를 적용한 NCM811 배터리를 2016년 세계 최초로 개발한 후 2018년부터 양산하였다. NCM811 배터리 전기차는 한 번 충전으로 500km이상 주행할 수 있다.

LG화학은 원통형 NCM811 배터리를 테슬라의 중국판매용 모델3와 미국 루시드모터스의 루시드에어에 공급하고 있다. SK이노베이션은 중국 베이징자동차그룹의 프리미엄 전기차 아크폭스(ARCFOX) SUV ‘마크5’와 현대기아차의 유럽판매용 코나·니로 전기차에 공급하고 있다.

2020년 11월 SNE리서치

안전성 논란

중국 배터리 메이커 CATL의 배터리를 탑재한 전기차에서 화재가 발생했다. 2021년 9월 노르웨이 현지 언론에 따르면 지난 오슬로 시내에서 충전 중이던 푸조 e-208이 전소되는 사고가 발생했다. 해당 모델은 CATL의 NCM811 배터리가 장착됐다. 충전 중에 화재가 발생했다는 점에서 배터리 문제일 가능성이 높은 것으로 현지 언론은 전했다.

CATL의 NCM811 배터리 안전성 논란은 이번이 처음이 아니다. 지난해 해당 제품을 탑재한 전기차에서 잇따라 화재가 나면서 안전성 이슈가 불거진 바 있다. 앞서 CATL의 NCM811 배터리를 적용한 중국 완성차업체 광치(GAC)의 전기차 '아이온(Aion)S’은 출시 후 3차례 화재가 발생했다. CATL은 자국 시장에서는 LFP(리튬인산철)를 주력 제품으로 삼았으나 보다 높은 에너지밀도의 제품 요구가 커지면서 니켈 함량을 80%까지 늘린 삼원계 NCM 배터리를 시장에 내놨다.

CATL

업계는 CATL이 안전성을 충분히 담보할 만한 기술을 확보하지 못한 채 에너지 밀도만 높이려다 이 같은 논란에 휩싸인 것으로 보고 있다. CATL은 밀도는 낮지만 안전성이 담보된 LFP(리튬인산철)를 주력 제품으로 하고 있어 NCM 기술은 아직 수준이 낮다는 지적이다.

CATL 'NCM811' 배터리의 잇따른 화재로 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 국내 배터리 업계가 개발 중인 하이니켈 배터리의 안전성에도 관심이 모이고 있다. 국내 배터리 3사는 현재 한계에 이른 리튬이온 배터리의 주행거리를 늘리기 위해 하이니켈 배터리 개발에 총력을 기울이고 있다.

일반적으로 양극재 내 니켈 함량을 높이면 배터리의 에너지 밀도가 향상돼 전기차의 주행거리가 늘어난다는 장점이 있다. 다만 에너지 밀도가 늘어나는 만큼 배터리 셀 내에 열도 증가해 폭발 위험도 그만큼 커진다. 따라서 에너지 밀도를 높이면서도 화재 위험은 낮출 수 있는 배터리 기술을 개발하는 것이 열쇠 이다.

배터리 서비스 사업

BPSE가 중국 항저우에서 운영하고 있는 배터리 교체 스테이션

SK이노베이션은 중국 국영 자동차 회사인 베이징자동차 그룹의 배터리 재사용 사업 자회사 블루파크스마트에너지(이하 BPSE)의 지분 13.3%를 매입, 주요 전략적 투자자 지위를 확보했다고 2021년 1월 밝혔다. 투자 금액은 양 사 간 협의에 따라 밝히지 않기로 했다는 설명이다.

또 양 사는 업무 협약(MOU)을 맺고, 'BaaS(Battery as a Service)' 분야에서 협력하기로 했다. 지난 2013년 배터리 제조 합작 법인을 설립한 바 있는 양 사가 이번에는 배터리 서비스 사업에 힘을 모으기로 한 것이다. 이를 통해 SK이노베이션은 세계 전기차 시장의 절반 가까이를 차지하는 중국에서 배터리 서비스 사업을 추진할 교두보를 마련하게 됐다.

SK이노베이션의 중국 배터리 서비스 시장 진출은 BaaS 사업을 본격화하는 행보로 분석되고 있다. SK이노베이션은 이미 지난해에 전기차용 배터리 사업의 전후방 밸류 체인을 완성할 수 있는 BaaS 체계를 구축하겠다고 선언했다. BaaS는 배터리 대여·수리·재사용·재활용·충전 등 서비스들을 망라한다.

BPSE는 중국 공업신식화부로부터 배터리 재사용 사업을 인가받은 업체로, 베이징 지역의 택시 및 MaaS(Mobility as a Service) 사업자를 대상으로 '배터리 교체 스테이션'을 운영하고 있다. BPSE는 교체식 배터리에 대한 중국의 국가 표준 제정을 주도했으며, 관련 산업 정책에도 영향력을 행사하는 업체인 것으로 알려졌다.

SK이노베이션이 BPSE와의 첫 BaaS 사업으로 주목하고 있는 것은 바로 배터리 교체 스테이션이다. 주유소처럼 오프라인 매장을 기반으로 하는 배터리 교체 스테이션은 로봇이 전기차의 방전된 배터리 팩을 충전된 배터리 팩으로 통째로 교체해 주는 서비스다.

배터리를 교체하는 방식의 경우 짧은 시간 안에 이루어지므로 전기차의 약점으로 꼽히는 충전 시간을 획기적으로 줄일 수 있다. 전기차 1대가 배터리 교체 스테이션에서 배터리를 갈아 끼우는 데 걸리는 시간은 약 3분에 불과하다. 교체식 배터리는 주행 거리가 상대적으로 긴 차량 공유 서비스 및 택시 산업을 중심으로 수요가 빠르게 증가하고 있으며, 향후 성장이 기대되는 산업으로 꼽힌다. 중국 증권 업계는 현지의 배터리 교체형 전기차 시장이 15조3000억원 이상 규모로 성장할 것으로 예측하기도 했다.

참고자료

• 윤병호 기자, 〈‘리튬이온배터리’ 韓•中 격차‘양극재 특허기술’이 갈랐다〉, 《전기신문》, 2020-09-17
• 이혜미 기자, 〈CATL, 유럽서 배터리 화재…안전성 논란 재점화〉, 《EBN 산업경제신문》, 2021-09-10
• 오만학 기자, 〈中 CATL 'NCM811' 배터리서 화재…K-배터리, '하이니켈' 전지 문제없나?〉, 《글로벌이코노믹》, 2020-10-07
• 박민규 기자, 〈SK이노, 거인의 어깨에 올라타라…'차이나 배터리 플랫폼' 온다〉, 《이코노믹리뷰》, 2021-01-25

같이 보기

• NCM
• 하이니켈 배터리
• 양극재
• SK이노베이션
• 육둘둘 배터리
• 구반반 배터리

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