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[진격의 K-전기차②] 배터리 기술 어디까지 왔나…400마일 '성큼'

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리튬이온 배터리, LG화학 전세계 1위…파우치 이어 원통형 공략 나서
삼성SDI, 전고체 배터리 기술로 뒤집기…일본 도요타와 경쟁 승자는

[편집자주] 정의선 현대자동차그룹 총괄수석부회장 주도로 이재용 삼성전자 부회장, 구광모 LG 회장의 전기차 배터리 회동이 잇달아 이루어졌다. 최태원 SK 회장과의 회동 가능성도 높아졌다. 한국 경제를 이끌고 있는 삼성, 현대차, LG, SK 등 4대그룹의 신사업 협력동맹이 오너경영의 결단과 맞물리며 현실화되는 모습이다. 글로벌 경쟁이 뜨거운 전기차와 핵심부품 배터리의 '코리아 어밴져스' 탄생 기대감은 한껏 부풀어 오른다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 전기차 시장이 급성장하며 핵심부품인 배터리의 중요성도 높아지고 있다. 배터리 성능에 따라 주행 가능 거리, 수명, 안전성 등이 결정되기 때문이다. 글로벌 완성차 업체들은 전기차 시장 선점을 위해 보다 발전된 기술을 보유한 배터리 업체에 손을 내밀며 동행을 제안하고 있다.

배터리 업계는 테슬라에 장기간 독점적으로 배터리를 공급해온 일본의 파나소닉과 중국 정부의 전폭적인 지원을 받아온 CATL, BYD 등이 앞서 왔다. 하지만 국내 배터리 3사인 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션이 기술개발에 적극 나서며 세계 완성차 업체들의 러브콜을 받아 빠른 속도로 선두로 올라서고 있다.

◆ 긴 수명·주행거리·안정성 높일 배터리 셀 개발 집중

23일 관련 업계에 따르면 전기차 배터리는 셀(Cell), 모듈(Module), 팩(Pack)으로 구성된다. 수많은 배터리 셀을 안전하고 효율적으로 관리하기 위해 모듈이나 팩 형태로 만들어 전기차에 탑재한다. 셀, 모듈, 팩은 배터리를 모으는 단위다. 배터리 셀을 여러 개 묶어 모듈을 만들고 모듈을 여러 개 묶어 팩을 만든다. 전기차에는 최종적으로 하나의 팩 형태로 들어간다.

순수 전기차 BMW i3를 예로 들면 배터리 셀이 총 96개 탑재된다. 셀 12개를 하나의 모듈로 묶고 8개 모듈을 묶어 하나의 팩 형태로 만들어 넣는다.

[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 전기차용 배터리 셀, 모듈, 팩. [사진=삼성SDI 홈페이지] 2020.06.23 yunyun@newspim.com

배터리 업계는 자동차 내 제한된 공간에서 최대한의 성능 발현을 위한 셀 개발에 집중하고 있다. 단위 부피당 높은 용량, 긴 수명, 주행중 전달되는 충격을 견디고 저온·고온에서도 견딜 수 있는 안정성 향상이 최대 목표다.

◆ 삼성SDI-각형, LG화학‧SK이노-파우치형 주력

이 과정에서 셀의 모양이 납작한 각형, 모양 변경이 가능한 파우치형, 원통형 등으로 나눠진다.

현재 전기차 배터리 1위 업체인 LG화학은 파우치형으로 시장을 선점했다. 에너지 전문 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 LG화학 배터리는 올해 1~4월 전세계에 등록된 전기차 배터리 사용량 중 25.5%를 차지해 일본 파나소닉, 중국 CATL 등을 제치고 사용량 1위에 올랐다.

지난 17일 전기차 전략 글로벌 미디어 간담회를 진행한 미국 최대 자동차업체인 제너럴모터스(GM)의 스티브 키퍼 인터내셔널 대표는 2023년까지 최대 22종의 전기차 출시 계획을 밝혔다. 해당 전기차에는 모두 LG화학과 함께 개발한 차세대 배터리 '얼티움(Ultium)'을 탑재한다. 얼티움 배터리는 향후 10년간 GM에서 출시되는 모든 전기차에 탑재될 예정이다.

양사는 각각 약 1조원을 투자해 지난해 말 미국 오하이오주에 배터리 합작법인을 세우고 얼티움 배터리를 개발 중이다. 1회 충전으로 최대 643㎞(약 400마일) 이상을 주행할 수 있는 고밀도·고용량 배터리다.

현대자동차가 13일 경기도 현대모터스튜디오 고양에서 신차발표회를 열고 현대자동차의 첫 글로벌 소형 SUV '코나'를 선보이고 있다. /김학선 기자 yooksa@

LG화학은 고급 전기차 업체인 루시드 모터스와 '루시드 에어' 표준형 모델 배터리 독점 공급을 통해 원통형 공략에도 나섰다. 원통형 배터리는 파나소닉이 미국 테슬라 전기차에 주로 공급해왔다. 하지만 LG화학은 차세대 원통형 배터리로 불리는 '21700' 제품으로 지름 21mm, 높이 70mm, 기존 원통형 '18650' 배터리(지름 18mm, 높이 65mm) 대비 용량을 50% 높이고 성능을 향상했다.

SK이노베이션은 파우치형을 주력제품으로 하고 있다. 김준 SK이노베이션 사장은 지난해 미국 조지아주 공장 기공식에서 자유롭게 형태를 변형할 수 있는 파우치형 배터리에 집중해 오는 2023년까지 글로벌 톱3 배터리 업체로 도약하겠다고 선언했다. 내년부터 출시될 현대차의 전기차 전용 플랫폼 1차분 50만대에 SK이노베이션 배터리가 들어간다.

삼성SDI는 각형을 주력제품으로 한다. 삼성SDI는 지난해 11월 BMW와 약 3조8000억 원 규모의 배터리 셀 공급 계약을 체결했다. BMW는 테슬라에 이어 유럽 전기차 시장 점유율 2위다. BMW에 공급할 배터리에 대해 삼성SDI는 "2021년부터 양산할 5세대 배터리(Gen 5)는 주행 거리를 600km 이상 늘릴 수 있다. 전기차 보급 확대에 도움 될 것"이라며 "5세대 배터리는 배터리 효율 향상 신공법 도입으로 에너지 밀도가 20% 이상 높아지고, kWh당 배터리 원가도 20% 이상 낮아질 것"이라고 했다.

업계에서는 삼성SDI에 대해 LG화학과 SK이노베이션에 비교해 덜 공격적이라는 시선도 있었다. 하지만 삼성SDI 신기술 발표에 깜짝 놀랐다. '꿈의 배터리'로 불리는 전고체 배터리 기술이다.

◆ 리튬이온 배터리 이후 차세대 배터리 기술은

현재 전기차 업계의 관심은 리튬이온 배터리 이후, 차세대 배터리 개발에 관심이 쏠려있다.

삼성SDI이 지난 3월 세계적 학술지 '네이처 에너지'를 통해 공개한 전고체 배터리 관련 신기술에 세계의 이목이 집중된 이유다. 전고체 배터리 상용화를 위해 넘어야 할 난제를 삼성이 세계 최초로 풀었다는 평가다.

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 = 삼성전자 종합기술원 '전고체배터리' 기술 관련 인포그래픽 . [자료=삼성전자] 2020.03.10 sjh@newspim.com

전고체 배터리에는 배터리 음극 소재로 '리튬금속(Li metal)'이 사용되는데 전고체 배터리의 수명과 안전성을 낮추는 '덴드라이트(Dendrite)' 문제를 해결해야 하는 기술적 난제가 있다. 덴드라이트는 배터리를 충전할 때 양극에서 음극으로 이동하는 리튬이 음극 표면에 적체되며 나타나는 나뭇가지 모양의 결정체를 뜻한다. 이 결정체가 배터리의 분리막을 훼손해 수명과 안전성이 낮아진다.

삼성전자는 덴드라이트 문제를 해결하기위해 전고체배터리 음극에 5마이크로미터(100만분의 1미터) 두께의 은-탄소 나노입자 복합층(Ag-C Nanocomposite Layer)을 적용한 '석출형 리튬음극 기술'을 세계 최초로 개발했다.

이 기술은 전고체 배터리의 안전성과 수명을 증가시키는 동시에 기존보다 배터리 음극 두께를 얇게 만들어 에너지 밀도를 높일 수 있게 한다. 이에 따라 크기도 리튬이온 배터리의 절반 수준으로 줄어든다. 배터리 1회 충전에 800km 주행하고 1000회 이상 재충전이 가능해 전기차 주행거리를 획기적으로 늘릴 것으로 기대된다.

지난달 삼성SDI 천안사업장을 방문한 정의선 현대차 수석부회장이 직접 황성우 삼성종합기술원 사장으로부터 전고체 배터리 기술에 관한 설명을 들은 것으로 알려졌다.

4대그룹 총수. 왼쪽 위부터 시계방향으로 이재용 삼성전자 부회장, 정의선 현대차 수석부회장, 구광모 LG 회장, 최태원 SK 회장.(사진=뉴스핌DB)

배터리 업계 선두를 달리는 LG화학은 정 부회장의 삼성SDI 천안사업장 방문에 체면을 구겼다는 시각도 있다. 지난 22일 LG의 제안으로 이뤄진 현대차그룹과 LG그룹 수뇌부간 회동에서는 LG화학이 미래 배터리 기술로 개발중인 장수명 배터리, 리튬-황 배터리, 전고체 배터리 등을 적극적으로 소개했다.

장수명 배터리는 현재 배터리보다 5배 이상 더 오래 사용해도 성능이 유지되는 배터리이다. 리튬-황 배터리는 양극재로 황탄소 복합재를, 음극재로 리튬 메탈 등 경량 재료를 사용해 무게당 에너지 밀도가 기존 리튬이온배터리대비 2배 이상 높고 주행거리도 획기적으로 확대될 것으로 기대된다.

다만 업계에서는 전고체 배터리 기술은 일본의 도요타를 최대 견제 대상으로 여긴다. 도요타는 전고체 배터리 관련 특허233개로 전체 특허의 50% 가까이 확보하고 있다. 2022년 상용화를 목표로 1조5000억엔(약 16조원)을 투자해 일본 후지산 인근 연구소에서 200여명이 연구·개발중이다.

yunyun@newspim.com

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서울시 '기후동행패스' 15문 15답 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 9월 1일 대중교통 이용 시 환급 혜택이 적용되는 '모두의카드(기후동행패스)' 출시를 앞두고 서울시가 기존 기후동행카드 이용자들의 교통비 지원 혜택에 차질이 없도록 사전 안내를 시작했다. 서울시는 '기후동행패스' 전환 과정에서 시민 불편과 지원 혜택의 공백을 최소화하기 위해 기존 카드 운영을 1개월 연장한다. 따라서 30일권은 8월 31일까지 충전 가능하며, 충전한 카드는 최대 9월 29일까지 사용할 수 있다. 만료된 이용자는 '모두의카드'로 전환해야 한다. 후불 기후동행카드는 9월 30일까지 이용할 수 있으나, 10월 1일부터는 일반 교통카드로 전환돼 대중교통비 지원이 중단된다. 후불 카드 이용자들도 혜택을 받기 위해서는 모두의카드로 전환이 필요하다. 기후동행패스 [이미지=서울시] 다음은 기후동행패스와 관련한 궁금한 사항을 문답형식으로 정리했다. -정책 전환 이유는 ▲2024년 1월 서울시가 국내 첫 대중교통 무제한 정기권 '기후동행카드'를 출시했다. 2026년 1월 정부에서 기존 정률 환급제에 기후동행카드의 무제한 정기권 개념과 내용을 포함한 '모두의카드'가 출시됨에 따라 전국 대중교통 이용, 환급 혜택 강화, 서울시의 특화 서비스를 결합하고 혜택을 강화해 정책의 일원화를 추진한다. -기후동행카드 운영 기간은 ▲선불 카드 30일권은 8월 31일까지 충전할 수 있으며, 사용은 9월 29일까지 가능하다. 별도 충전이 필요 없는 후불 카드는 10월 1일부터 대중 교통비 할인 혜택이 없는 일반 교통카드로 전환된다. 기후동행카드의 단기권인 1·2·3·5·7일권은 지속적으로 운영될 예정이다. -교통카드 정책이 너무 복잡한데 ▲기후동행카드는 서울시가 추진한 서울시 내 대중교통을 무제한으로 이용할 수 있도록 개발된 정기권이다. 모두의카드(K-패스)는 정부에서 추진하는 대중교통비 지원 사업으로, 전국에서 대중교통 이용 시 할인 혜택을 제공한다. 기후동행패스는 정부 사업인 모두의카드에 기후동행카드의 특화 서비스를 연계해 서울시민 대상으로 혜택을 강화한 정책이다. 기후동행패스 출시 전에 모두의카드, K-패스 등을 이용하는 서울시민은 9월 1일부터 혜택이 자동 적용된다. -카드 전환 시 혜택은 ▲모두의카드는 일반 기준 6만2000원 미만 이용 시 20% 환급, 6만2000원 이상 사용 시 차액분을 전액 환급해 주는 정책이다. 서울 대중교통 외 전국 대중교통을 이용할 수 있어 사용범위와 혜택이 강화된다. 모두의카드(기후동행패스) 카드 주요 사항 [자료=서울시] -반값 할인 혜택이 있다던데 ▲4~9월 모두의카드를 이용하는 경우 출퇴근 시차시간 이용 시 교통비 할인, 정액형 일반 기준 월 교통비가 3만원으로 적용되는 반값 할인 고유가 대책이 적용 중으로 추가적인 교통비 할인 혜택을 받을 수 있다. -기후동행패스 전환 시점은 ▲기존 발급된 모두의카드, K-패스 카드 등을 이용하는 서울시민은 9월 1일부터 자동으로 '기후동행패스'의 혜택이 적용되기 때문에 출시 전이라도 발급받아 이용하면 된다. 또 9월까지 모두의카드 이용 시 고유가 반값 할인이 적용돼 정액형 일반 기준 최대 약 3만원의 추가 교통비 할인 혜택을 받을 수 있어 빨리 전환할수록 좋다. -전환 시 청년 할인 혜택은 ▲9월 1일부터 만 35~39세 청년도 5만5000원 미만 사용 시 30% 환급, 5만5000원 이상 사용 시 정액 적용·환급 등이 적용된다. 9월까지 모두의카드 반값 할인 대책으로 최대 약 3만원의 대중교통비 할인 혜택을 적용받을 수 있다. -제대군인(~만 42세) 청년 할인, 따릉이 연계 할인, 문화시설 연계 할인 적용은 언제쯤 ▲제대군인 청년 할인 적용, 따릉이 연계 할인 등의 특화 서비스는 관계기관 협의와 시스템 개선이 필요하고, 문화시설 연계 할인은 조례 개정이 필요한 사항으로 관련 절차의 조속한 진행을 통해 연내 적용할 예정이다. -발급·사용법은 ▲모두의카드를 이용하고 있는 서울시민은 별도의 카드전환 없이 9월 1일부터 기후동행패스의 혜택이 적용된다. 신용·체크카드 형태의 모두의카드를 카드사를 통해 발급받은 경우, 수령 후 K패스 누리집에 카드를 등록하고 이용해야 익월부터 환급 혜택을 적용받는다. 편의점 등에서 구매한 선불형 모두의카드는 카드 발급기관 누리집이나 앱에 카드번호·환급계좌 등을 등록한 뒤 K패스 누리집에 등록해야 환급 혜택을 받을 수 있다. 모바일 앱으로 발급받은 선불 모두의카드도 발급기관 누리집이나 앱에 등록한 후 K패스 누리집에 등록해야 한다. 모두의카드(기후동행패스) 발급 방법(후불, 선불, 모바일) [자료=서울시] -무조건 매월 1일부터 이용해야 하는지 ▲아니다. 모두의카드(기후동행패스)가 매월 말일부터 쓴 대중교통비 기준으로 할인혜택을 적용하고 있으나, 아무 때나 K패스 누리집 등에 카드를 등록하고 사용한다면 해당 월에 사용한 금액 기준으로 환급 혜택을 적용받게 된다. 발급받거나 구매한 모두의카드 등을 필수로 K-패스 누리집에 개인정보·카드번호를 입력 후 사용해야 대중교통비 환급 지원을 받을 수 있다. -기존 실물 기후동행카드를 3000원 주고 구매했는데 환불이 가능한지 ▲9월부터 약 한 달 동안 서울시 내 주요 지하철역 12개소(서울역, 잠실, 사당, 선릉, 여의도, 성수, 가산디지털단지, 건대입구, 시청, 연신내, 노원, 홍대입구)에서 사용을 완료한 기존 기후동행카드를 반납할 경우 새로 출시된 기후동행패스 카드로 무상 교환해 주는 행사, 또 이미 카드를 전환한 시민들을 위해서는 커피 또는 편의점 쿠폰 교환 행사를 준비하고 있다. -기후동행패스도 김포, 고양, 과천, 구리, 성남, 하남, 남양주 등에서 이용 가능한지 ▲불가하다. 모두의카드(기후동행패스)는 거주지를 기반으로 하는 대중 교통비 환급 지원 사업으로 서울 시민만 적용 대상이 된다. 김포, 고양, 과천, 구리, 성남, 하남, 남양주 등의 시민들은 해당 지역의 모두의카드 서비스인 '더경기패스'로 전환이 필요하다. -단기권의 이용 범위는 ▲향후 단기권의 이용 범위는 서울 지역과 인천국제공항 하차가 적용되며, 기존의 김포, 고양, 과천, 구리, 성남, 하남, 남양주 등은 이용 가능 범위에서 제외된다. -기후동행카드 3만원 페이백 대책 신청은 언제까지 ▲지난 4~6월 고유가 대책의 일환으로 추진된 기후동행카드 30일권의 충전·만료 이용자 대상 3만원 페이백 신청은 오는 31일까지 티머니 카드&페이 누리집을 통해 신청 가능하다. -인터넷 사용이 어려운 고령자나 외국인이 페이백을 신청하려면 ▲65세 이상 어르신, 거주지 이전자, 외국인, 귀화·주민번호 변경자, 간편인증 수단 미소지자(만 14세 미만, 2G 휴대전화 이용자 등)를 대상으로는 우편·팩스·이메일을 통한 3만원 페이백 수기 신청도 받고 있다. 신청서 출력은 '티머니 카드&페이' 누리집 내 팝업 등을 통해 내려받을 수 있으며, 간단한 성명, 카드번호, 계좌번호, 거주지를 확인할 수 있는 초본(외국인의 경우 외국인사실증명서) 등을 첨부해 송부하면, 수기로 확인 후 페이백이 진행된다. kh99@newspim.com 2026-08-12 11:15
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李, 7대 첨단기술 직접 챙긴다 [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 이재명 대통령은 12일 첨단산업 경쟁력과 과학 기술력이 국력의 제1 지표임을 강조하며 7대 첨단기술 육성을 위해 정부가 뒷받침하겠다고 약속했다. 이 대통령은 이날 오후 청와대 본관에서 열린 미래 성장 동력 '7대 시드(SEED)' 보고회를 주재했다. 이 대통령은 "인류 역사를 되돌아보면 언제나 한 발 앞서서 첨단 과학기술에 투자한 국가는 번영을 이뤘고 이를 소홀히 한 국가는 쇠퇴했다"고 다시 한 번 강조했다. 이날 보고회에서 논의한 7개 미래 성장동력 분야는 ▲소형모듈원전(SMR) ▲핵융합 ▲재생에너지 ▲양자 ▲우주·항공 ▲첨단바이오 ▲첨단 소재·부품 공급망이다.  [서울=뉴스핌] 이재명 대통령이 12일 청와대 본관에서 열린 '미래성장동력 7대 시드(SEED) 보고회'에서 발언하고 있다. [사진=KTV] 2026.08.12 ◆"반도체 절호의 기회 'AI시대', 다음 먹거리 준비"  이 대통령은 "글로벌 기술 경쟁의 파고 앞에서 첨단 산업 경쟁력과 과학 기술력이야말로 경제력이고 또 안보력"이라고 강조했다. 이 대통령은 "첨단기술의 공통적인 특징은 기술교체 주기가 무척 빠르다는 점, 개인과 국가 모두 변화를 놓치면 소외된다는 점"이라며 "얼마 전까지 위기론에 시달리던 반도체 산업이 구조적인 초호황을 맞이하고 있다"고 진단했다. 이 대통령은 "반도체 산업이 만들어 준 절호의 기회를 활용해 인공지능(AI) 시대, 그 다음 먹거리를 미리 준비해야 한다"고 강조했다. 이 대통령은 "오늘 함께 논의할 7가지 첨단 기술, '7대 시드 프로젝트'는 한국 경제의 차세대 성장 엔진인 동시에 국가의 핵심 전략자산이 될 것"이라며 "대한민국 대도약을 이끌어 낼 혁신 원동력이 될 것"이라고 역설했다. ◆"혁신 기업·과학 기술인, 정부가 확실히 뒷받침" 약속 특히 이 대통령은 "오늘 우리가 뿌린 첨단 기술의 씨앗들이 미래에는 거대한 나무로 자라나서 새로운 메가 프로젝트로 자라나게 될 것"이라며 "전 세계가 대한민국의 새로운 도전을 지켜보고 있다는 마음가짐으로 국가의 미래를 위해 총력을 다해 달라"고 당부했다.  이날 보고회에 참석한 과학인과 기술인, 기업인, 투자자들에게 이 대통령은 "대한민국이 반도체 강국을 넘어 첨단 과학 기술 강국이자 인재 강국으로 도약할 수 있도록 최선을 다해 달라"며 말했다. 이 대통령은 "혁신 기업들과 혁신 과학기술인들이 자유롭게 시장을 개척하고 담대하게 도전할 수 있도록 정부가 확실하게 뒷받침하겠다"고 거듭 약속했다. pcjay@newspim.com 2026-08-12 14:59
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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