좋은 회사에 합격하기 위해 자기소개서 및 자소서를 작성해야 하는 학기 초, 캠퍼스 리크루팅을 온 여러 기업을 볼 수 있었다. 그 중에서도 학생들이 어느 기업을 선호하는지 눈으로 확인 할 수 있었다. 삼성은 물론이고 전기차, 배터리 시장에 학생들이 관심을 많이 두고 있는 것을 볼 수 있는게, LG화학과 LG에너지솔루션에 굉장히 많은 학생들이 상담을 하려고 몰려있었다. 따라서, 이번 포스트에서는 배터리 관련 지식과 현재 국내/외에서 배터리 시장을 선도하고 있는 두 그룹이 어떤 것을 강조하고 투자하는지 알아보자.
2023년 현재 국가전략기술 그리고 미래먹거리 해결을 위한 신성장 4.0 전략에는 반도체, 디스플레이, 이차전지 이렇게 세 가지가 3대 주력기술 분야로 지정되었다. 나열 순서대로 과학기술정보통신부에서 각각 5월 반도체, 6월 디스플레이, 7월에 이차전지 민관협의체를 구성하였다. 정부 차원에서 연구개발(R&D)을 적극적으로 지원에 나서겠다는 것이기 때문에 많은 비중의 R&D 비용이 몰릴 것으로 예상된다. 3대 주력기술 분야 중 이 포스트는 이차전지에 관한 내용을 다룬다. 민관협의체 구성에 산업계에서는 한국배터리산업협회, 삼성SDI, LG에너지솔루션, SK온이 참여했다.
국내 전기차 2차 전지 개발
충전해서 재사용이 가능한 배터리를 2차 전지라고 부른다. 배터리를 구성하고 있는 구성 요소를 알아야 아래의 내용을 조금 더 이해하기 쉽다. 2차 전지는 크게 4대 배터리 핵심 소재로 분류된다:
- 양극재(Cathode)
- 음극재(Anode)
- 전해질
- 분리막(Separator)
배터리의 충전은 리튬이온과 전자가 양극에서 음극으로 이동하는 현상이다. 외부에서 충전을 위해 유입된 전류는 양극의 리튬이온 원자로부터 전자를 분리한다. 리튬이온은 전해질을 통해서 이동하고, 전자는 외부 회로를 통해 이동하게 된다. 반대로 배터리를 사용하면서 방전이 일어나고, 방전은 음극에서 양극으로 이동할 때 발생한다. 이 과정에서 휴대폰, 전기차 등 전자기기의 에너지를 공급한다. 배터리 충전 상태는 충전량에 해당하는 SoC(Stare of Charge)와 방전량에 해당하는 DoD(Depth of Discharge)로 표현이 가능한데, 측정법에는 화학측정법, 전압측정법, 전류적분법, 압력측정법이 있다.
4가지 핵심 소재 중, LG화학은 다음의 분야에 투자를 하고 있는 상황이다.
| 분류 | 핵심 소재 | 비고 |
| 양극재 | 양극재 | 배터리 핵심소재 |
| 전구체 (니켈, 코발트, 망간 등의 산화물) |
양극재 핵심소재 | |
| 황산메탈 | 전구체 핵심소재 | |
| 음극재 | 음극바인더 | 음극재 핵심소재 |
| 탄소나노튜브 (CNT) |
음극재 핵심소재 | |
| 분리막 | 분리막 | 배터리 핵심소재 |
| 기타 | 방열접착제 | |
| BAS |
특히, 양극재에 더 많은 비중을 투자하고 있는데, 중국 화유코발트와 새만금국가산업단지(새만금)에 전구체 공장을 만들어 연간 10만 톤 규모의 전구체 생산 계획을 가지고 있다. 아직은 전구체 원료의 중국 수입 비중이 높은데, 약 90%에 달한다고 한다. 따라서, 소재 국산화에 국내 기업들이 힘쓰고 있는데, SK온, 에코프로도 2024년까지 전구체 공장을 지을 계획에 있다.
왜 이렇게까지 투자를 하는지 알아보니, 양극제 원가 중 전구체가 70%의 비중을 차지하기 때문에 국내 기업 입장에서는 수입 의존도를 낮추려는 노력을 할 수 밖에 없을 듯하다. 양극제 이외에도 배터리 핵심 소재의 생산에 중국이 어느 정도의 주도권을 가지고 있는지 알아봤다. 아래 사진을 클릭해보면, 중국의 세계 시장 점유율을 볼 수 있는데 4가지 핵심 소재 모두 60~80%의 압도적인 시장 점유율을 가지고 있다.
소재에 대한 투자 뿐만 아니라 LG화학, LG에너지솔루션에서는 R&D 비중도 굉장히 큰편인데 각각의 회사에서는 어떤 부분에 집중하고 있는지 알아보자.
LG화학 vs. LG에너지솔루션
예전부터 LG화학과 LG에너지솔루션이 배터리 관련해서 사업을 진행하고 있다고는 들었지만, 구체적으로 어떻게 다른 업무를 진행하고 있는지가 궁금했다. 그래서 관련하여 어떤 연구들이 진행되고 있고 어떤 업무를 진행 중인지 간략하게 정리해봤다. LG에너지솔루션은 LG화학에서 물적분할된 회사로 배터리 관련 비즈니스를 주로 한다고 한다. LG화학 공식 블로그인 LG케미토피아에서 첨단소재사업본부의 책임연구원들이 관련해서 언급한 부분이 있으니 관심이 있다면 아래 링크에서 참고하면 좋을 것 같다.
이 두 회사의 차이점을 요약하면, LG에너지솔루션은 완성품에 초점을 맞추고 있고, LG화학은 배터리 제작에 필요한 부품들에 대한 성능 테스트, 소재 개발 등의 업무를 수행한다.
LG화학
LG화학은 배터리 소재와 친환경 소재, 글로벌 혁신 신약을 신성장 동력으로 육성하겠다는 목표를 내세운 바 있다. LG에너지솔루션 분사 전 배터리 부문에 상당 부분의 투자가 치우쳐 있었다면, 이제부터는 석유화학(바이오플라스틱, 재활용플라스틱, 생분해플라스틱 등), 첨단소재(IT 반도체, 종합 배터리, 양극재 분리막, 엔지니어링 소재 등), 생명과학(글로벌신약개발, 면역항암제, 당뇨병치료제 등) 부문에 조금 더 균형적으로 투자를 하겠다는 것이다. 관련 부문 투자 10조 중, 배터리 소재에 6조, 친환경 소재에 3조, 그리고 신약 사업에 1조의 비중을 가져가겠다고 2021년에 CEO가 발표한 바 있다.
LG화학의 R&D 중 CTO조직은 사업구조 혁신, 고부가 제품 개발, 공정혁신 및 미래 성장 엔진 발굴 육성을 목표로 다음과 같이 3개 연구소로 구성되어있다 [참고 리포트]:
- 미래기술연구소: 미래 기술에 대한 선행적 연구
- 기반기술연구소: 연구에 필요한 밑작업에 해당하는 기술 연구
- 분석연구소: 물질이나 기술에 대한 분석 연구
LG화학 공식 블로그는 아래를 참고하면 된다.
LG화학 공식 블로그 - LG케미토피아
지속가능성을 선도하는 과학 기업, LG화학의 공식 블로그
blog.lgchem.com
LG에너지솔루션
LG에너지솔루션은 LG화학의 배터리 자회사이다. 1999년 리튬이온 배터리 양산에 들어 갔고, 2009년 세계 최초로 전기차용 배터리 공급을 했다. 2020년에는 제너럴모터스(GM)와 전기차 배터리 합작법인인 '얼티엄셀즈'를 설립하였다.
자동차전지, 소형전지, ESS전지 관련 사업을 구축했고, 전기차 보급이 확대되고 에너지 저장 장치(ESS: Energy Storage System)에 대한 중요성이 부각되면서 많은 산업에서 LG에너지솔루션의 배터리 활용이 증가되는 추세이다. ESS 관련 LG에너지솔루션의 자료는 아래에서 확인할 수 있다.
이 밖에 LG 배터리 관련 지식은 아래 LG에너지솔루션에서 제공하는 자료를 통해 습득 가능하다.
세상의 모든 배터리에 대한 궁금증 – 수산화리튬과 탄산리튬의 차이는 무엇인가요? - 배터리인
최근 전기차 배터리 관련 뉴스를 접하다 보면 자주 접하는 소식이 있습니다. 리튬 가격이 급등하고 있다는 것인데요. 전기차 배터리의 양극재 소재 중 리튬이 특히 주목받고 있는 이유는 무엇일
inside.lgensol.com
국내 2차전지 회사
주로 주식에서 분류되는 항목으로 다음과 같이 회사를 정리해봤다. 관심이 있다면 각 회사 채용 홈페이지에 들어가서 둘러보면 될 것 같다. 회사명에 링크를 달아놨다.
| 항목 | 관련 회사 |
| 양극재 | 에코프로비엠, 엘엔에프, 포스코케미칼 |
| 음극재 | 포스코케미칼, SK머트리얼즈, 대주전자재료, 한솔케미칼 |
| 전해질 | 솔브레인, 켐트로스 |
| 분리막 | SKIET (SK아이이테크놀로지) |