LG·SK도 살펴보는 LFP 배터리, 싸고 안전하다는데…

中 중심으로 쓰인 LFP, 전세계 적용 늘어
"에너지밀도 등 감안하면 8% 차이 불과"
소재·기술 연구개발 주도권 여전히 삼원계

중국 베이징 한 쇼핑콤플렉스에 있는 테슬라 로고. 세계 1위 전기차메이커 테슬라는 현지 판매 일부 모델에 대해선 LFP 배터리를 쓰고 있다.＜이미지출처:연합뉴스＞

[아시아경제 최대열 기자] 배터리 용량과 직결된 양극재를 어떤 종류로 할 것인지는 배터리 메이커나 완성차업체 모두 관심이 큰 사안이다. 주행성능은 물론 차량 가격과 직결돼 있기 때문이다. 양극의 특성을 나타내는 활물질에 따라 저장되는 전자의 수가 달라지는데, 이는 곧 배터리 용량이나 전압을 결정짓는다.

최근 주목받는 게 리튬인산철(LFP) 배터리다. LFP는 활물질 종류에 따른 구분으로 그간 중국 내 배터리업체를 중심으로 널리 써왔다. 전기차 배터리 활물질로는 이와 함께 니켈·코발트·망간을 쓰는 NCM, 망간 대신 알루미늄을 쓰는 NCA 등이 주로 쓰인다.

지난해 테슬라가 CATL로부터 LFP 배터리를 공급받기로 하면서 눈길을 끈 적이 있다. 폭스바겐이나 제너럴모터스(GM) 역시 중국 내 생산·판매 모델에 LFP 배터리를 쓴다. 국내 배터리 업체는 그간 에너지밀도를 높이기 위해 니켈 함량을 끌어올린 NCM, NCA 등을 주로 썼는데 최근 들어선 LFP까지 눈독을 들인다. LG에너지솔루션과 SK온은 LFP 검토소식을 공식화했다. 전기차 보급이 늘어 고객사의 요구가 다양해진 터라, 그에 맞춰 제품군을 갖춰놓겠다는 의도다.

LFP는 하이니켈류 배터리에 비해 에너지 밀도는 낮지만 싸고 화재위험이 낮은 것으로 알려져 있다. 다만 이러한 비교가 적절한지에 대한 지적도 있다. 삼성증권 장정훈 애널리스트와 안재현 연구원이 최근 정리한 자료를 보면, LFP가 싸다는 건 들어가는 재료비의 단순 비교일뿐 실제 주행성능 등을 감안하면 니켈 등을 쓰는 삼원계와 비교해 큰 차이가 나지 않는다.

삼성증권 장정훈 애널리스트 등이 지난달 내놓은 'LFP 공성과 삼원계 수성' 자료＜출처:삼성증권 홈페이지＞

자료에 따르면 NCM622(니켈:코발트:망간 6:2:2)는 LFP에 비해 2.3배가량 비싸다. 이는 같은 투입량을 가정했을 때 차이다. LFP의 무게당 에너지 밀도가 NCM에 비해 70% 선이라 가정하면 1㎾h 배터리에 필요한 양극재 용량은 NCM622가 1.5㎏, LFP가 2.1㎏ 정도가 된다. 양극재 외 다른 재료가 같다고 가정하면, 재료비의 경우 14% 정도며 배터리 셀로 만들 경우 8% 정도로 차이가 줄어든다. 여기에 같은 배터리 용량을 갖춘다고 해도 LFP가 더 무거운 점을 감안하면 주행거리는 줄어들 수밖에 없다.

안전성도 좀 더 살펴봐야한다고 지적했다. LFP 역시 불이 붙는 전해액이 있는 만큼 일정 조건에서는 불이 붙을 수 있기 때문이다. LFP 배터리를 주로 쓰는 중국 BYD 전기차 역시 충전중이나 사고로 인한 화재 사고가 수차례 있었다. 여기에 에너지 밀도를 높이기 위한 소재개선 등에서 LFP에 비해선 삼원계 배터리가 더 낫다는 지적도 있다. 자료에 따르면 세계 1위 배터리 메이커로 부상한 CATL은 오는 2025년까지 LFP 설비를 23GWh에서 204GWh로 410% 늘리는데 비해 삼원계는 70GWh에서 456GWh로 551% 늘리기로 했다. 중국 외 글로벌 시장을 기준으로 보면 여전히 양극재 주도권은 LFP보다는 하이니켈 류의 삼원계가 쥐고 있다고 보고서는 결론을 내렸다.

GM·울링이 중국시장에 출시한 홍광미니EV. LFP 배터리를 쓴다.＜이미지출처:홈페이지＞

최대열 기자 dychoi@asiae.co.kr