[제9회 에너지혁신포럼] ‘K-배터리’ 주도 LG엔솔… 기술·효율에 안전까지 다 잡는다

배터리 관리시스템 보유 전 세계 1위
안전 진단 소프트웨어 사업 본격화
원통형 4680 양산 예정… 기술력 증명

전고체·바이폴라 등 배터리 신기술에 주목할 이정표를 세우고 있는 국내 배터리 대표기업 LG에너지솔루션이 안전에서도 1등 기업의 면모를 유감없이 드러내고 있다. 배터리를 안전하게 제어하는 배터리관리시스템(BMS) 특허를 독보적으로 많이 보유하고 있다고 공개하면서다. 전기차 화재로 '포비아' 수준의 우려가 커지자 경쟁력 어필에 나선 것이다. '꿈의 기술'도 안전이 가장 먼저 담보돼야 한다는 게 LG의 판단이다.

21일 LG에너지솔루션은 배터리 안전진단 소프트웨어 사업을 본격화한다고 밝혔다. 회사는 2022년 기준 BMS 관련 특허 보유율이 국내 73%, 전 세계 40%를 기록하며 압도적 1위를 기록했다. 현재는 8000여 개의 관련 특허를 보유하고 있다. BMS는 배터리의 상태를 실시간 분석해 최적의 조건으로 유지할 수 있도록 제어하는 시스템이다.

회사는 10만대 이상의 전기차에 적용해 본 결과 90% 이상의 안전진단 검출률을 확보했으며, AI 기술을 적용해 퇴화 진단의 오차율은 업계 최저 수준인 1%대로 낮춘 것으로 알려졌다. 김동명 LG에너지솔루션 사장은 "배터리 제조뿐만 아니라 안전하고 건강한 사용을 위한 BMS 솔루션 분야에서도 대체 불가능한 최고의 차별적 고객가치를 제공해 나갈 것"이라고 밝혔다.

이날 LG에너지솔루션은 차세대 배터리의 안전성과 효율·가격 세 마리 토끼를 잡아 차별화된 고객가치를 제공하는 것이 회사의 목표라고도 했다. LG에너지솔루션은 자동차, 선박, 도심항공교통(UAM) 등 모빌리티용 배터리뿐 아니라 AI 데이터센터 등에 전력을 공급할 수 있는 대용량저장장치(ESS)를 개발·생산한다.

30여 년간 배터리 사업을 영위해 온 LG에너지솔루션은 그간 한국 1위 기업의 입지를 다져왔다. 국내 최초 원통형 리튬이온 배터리, 세계 최초 플러그인 하이브리드(PHEV)용 배터리 양산 등 혁신을 이끌어 온 회사는 에너지 효율을 획기적으로 끌어올린 차세대 '원통형 4680' 배터리를 올해 안에 국내 최초 양산한다고 밝히며 또 한 번 기술력을 증명했다. SNE 리서치에 따르면 원통형 4680 배터리 수요는 올해 188GWh에서 2030년에는 800GWh 수준으로 증가할 전망이다.

회사는 최근 세계 최초 파우치형 셀투팩(CTP) 배터리를 양산해 완성차 기업에 공급하는 계약을 체결하기도 했다. 배터리는 원통형 혹은 각형 캔에 원료를 담아낸 '셀', 셀을 모은 '모듈', 모듈을 한데 묶은 '팩'으로 구성된다. CTP는 셀을 모듈이 아닌 팩에 바로 부착해 공간 활용도를 높이는 기술이다. 특히 LG에너지솔루션은 셀을 얇은 '파우치' 형태로 제작해 효율을 더욱 끌어올렸다.

LG에너지솔루션의 시선은 이제 전고체·바이폴라라는 '꿈의 기술'로 향하고 있다. 현재 배터리 내부의 전해질은 충격에 취약한 액체 물질로 이루어져 있는데, 이를 고체 물질로 대체한 것이 전고체다. 전고체 배터리에 전극을 겹겹이 쌓아 올려 전압을 높이는 바이폴라 기술을 적용한다면, 안전과 효율을 모두 확보한 차세대 제품이 탄생할 수 있다. 정근창 LG에너지솔루션 부사장은 "차세대 기술 개발은 어렵고도 만만치 않은 일"이라면서도 "건식 전극 기술을 활용하면 조금 더 수월하게 구현할 수 있을 것으로 본다"고 한 바 있다.

전극은 배터리 내부에서 전기가 드나드는 길로, 대부분 습식 공정으로 제조한다. 전극에는 수분에 민감한 원료가 포함된 만큼, 이를 건식 공정으로 제조한다면 고도의 제어가 필요한 차세대 배터리 개발에 도움을 줄 수 있다. 회사는 충북 오창 에너지플랜트에 건식 전극 공정을 구축할 계획이다.