[배터리데이 2023 ⑤] 김재석 진평 기술이사 "LFP, 장점 극대화시키고 단점 보완"...“삼원계 진출 어려운 틈새시장 노릴 것”

최근 글로벌 완성차 업체들이 전기차의 가격 경쟁력을 강화하기 위해 LFP 배터리 탑재를 결정했다는 소식이 이어진다. LFP 배터리는 리튬, 인산, 철이 포함된 배터리로 에너지 밀도가 낮아 성능이 다소 떨어지지만, 안정성이 높다고 알려졌다.

현대차에서는 일부 차종에 이미 LFP 배터리를 탑재해왔고, KG모빌리티에서도 최초로 출시하는 전기차 '토레스 EVX'에 BYD의 LFP 배터리를 탑재하는 것으로 알려지면서 업계의 관심은 LFP 배터리에 쏠렸다. 최근 정부 주도로 LFP 배터리 개발에까지 나서면서 관심은 확대될 것으로 보인다.

김재석 진평 기술총괄 이사는 배터리데이 2023에서 ‘LFP 시장 및 기술 동향’을 주제로, 글로벌 및 중국의 LFP 배터리 시장과 진평의 LFP 배터리 제품에 대해 소개했다.

김 이사는 글로벌 전기차 시장이 연평균 28.67% 성장할 것으로 전망하며, 2030년에서는 3745GWh를 달성할 것이라고 전했다. 이는 2021년 대비 1144% 증가한 수치로, 탄소배출 규제와 한정된 석유자원에 의해 전기차 대체가 필수라는 설명이다.

글로벌 LFP 배터리 시장도 성장세를 이어갈 것이라고 예측했다. LFP 배터리 시장 역시 연평균 28.67% 성장할 것이라면서, 매출액은 2021년 72억 달러에서 2028년 152억 달러로 2배 이상 늘어날 것이라고 추정했다.

김 이사는 이어 중국의 배터리 시장 역시 지속적으로 성장하고 있다고 말했다. 그가 제시한 자료에 따르면, 2021년 중국 내 배터리 생산량은 324GWh로 전년 대비 127% 성장했고, 지난해에는 750GWh로 전년 대비 130% 급성장한 수치를 나타냈다.

특히, 중국의 배터리 시장이 LFP 배터리 시장으로 집중되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 지난해 중국 내 LFP 배터리 생산량은 435GWh로 전년 대비 295% 급상승했고, 올해도 중국 LFP 배터리 생산량이 전년 대비 큰 폭으로 증가하고 있다.

올해 1·2월 기준으로 LFP 배터리 누적 생산량은 25.9GWh로 전체 생산량의 64%를 차지하며 증가하는 추세를 보였고, 반면 삼원계 전지 생산량은 14GWh로 전체 생산량의 35%를 차지하며 감소하는 추세를 보였다.

김 이사는 중국이 LFP 배터리 시장에 집중한 이유로 소재 수급 어려움과 안전성, 한정적인 자원, ‘First Mover’가 되기 위한 전략, 그리고 가격경쟁력 등을 꼽았다. 전기차 원가의 약 50%를 차지하는 배터리로는 전기차의 대중화를 실현할 수 없기 때문에 중국이 LFP 배터리 시장에 집중했다는 것이다.

<녹색경제신문>의 취재 결과 중국의 배터리 제조사들은 LFP 배터리 제조에서 독보적인 위치를 차지하고 있고, 최근에는 LFP 배터리의 낮은 에너지 밀도 등을 해결한 배터리 개발에 성공했다는 소식도 전하고 있는 것을 확인됐다.

김 이사는 이어서 진평의 LFP 배터리를 소개했다.

그는 “LFP 전지는 기존 삼원계 전지 대비 가장 큰 특징이 전압이 낮은 것”이라면서, “그러다보니까 전압이 낮은 점으로 인해서 장점과 단점이 명확하게 구분된다”라고 말했다.

이어 “삼원계의 장점과 LFP의 장점이 결합된 것을 찾는게 가장 좋겠지만 현재 그런 제품은 없다”면서, “LFP 전지는 기본적으로 전압이 낮기 때문에 에너지 밀도가 낮고, 반면에 안전성이 좋고 셀의 데미지가, 쉽게 말하면 저항의 증가율이 낮다”라고 덧붙였다.

진평은 안정성과 장점을 기반으로 기술 혁신이라든가 설계 혁신을 통해서 에너지를 올릴 계획이라고 전했다. 또, 고온 및 저온 특성을 향상시키고, LFP 배터리의 가장 큰 장점인 고속 충전과 같은 장점은 더 살리는 쪽으로 제품 재현성을 향상시키고 있다고 설명했다.

김 이사는 “요즘 이슈가 고속 충전인데 LFP는 10분 이내에 80%까지 충전 가능하다”면서, “이 부분을 잘 살리면 LFP의 가장 큰 장점이 될 것 같다”라고 말했다.

이어 “기본적으로 LFP 배터리는 수명이 길기 때문에 인조 흑연이나 천연 흑연을 조합해서 2000회 이상은 기본적으로 달성할 수 있다”라고 덧붙였다.

진평 LFP 배터리 ‘32700K1’, ‘32700A1’에 대한 소개도 이어졌다. 해당 배터리들은 관통·충전·과방전·낙하·염수시험·고온시험 등의 항목에서 한국 및 중국 국가표준 충족시킨 것으로 알려졌다.

김 이사는 “제 경험상 지금까지 발화라던가 이런 부분을 저희 평가했을 때 한 번도 경험을 해보지 못했다”면서 안전성을 강조했다.

그는 마지막으로 “전문가들이 LFP는 삼원계 대체제로 고려하고 있지만, 진평은 삼원계 시장과 LFP 시장은 완전히 구분돼 있다고 생각한다”면서, “LFP는 삼원계 대체제가 아니라 삼원계가 진출하기 어려운 시장에 LFP가 진입할 수 있다”라고 생각한다고 말했다.

구체적으로 납축전지 시장을 예로 들었다. 납축전지는 환경오염이 사회적으로 이슈가 되면서 납·황산 등에 대한 규제가 강화되고 있기 때문에 납축전지에서 이차전지로의 전환은 필수라고 알려졌다. 이에 납축전지의 낮은 가격을 대체할 수 있는 LFP 배터리로 대체될 전망이라고 전망했다.