트럭 급가속 시험 뒤 엄지 들어보이며 대만족
허머 트럭, 200kWh 대용량 LG엔솔 배터리 탑재
LG엔솔, 롱셀 기술 적용... 에너지 밀도 10% 이상 개선
니켈 85~90%, 코발트 함량은 5% 이하로 낮춰
"NCMA 배터리 탑재 첫 사례... 내년 본격 양산"
"Hummer is one hell of a vehicle."
바이든 미국 대통령이 LG에너지솔루션(이하 LG엔솔) 배터리를 탑재한 GM 허머(Hummer) 전기 픽업트럭을 시승한 직후, 그 성능을 극찬한 사실이 알려지면서 배터리 개발을 주도한 LG에너지솔루션이 미소를 짓고 있다. 허머 전기 트럭에는 LG엔솔과 GM 합작법인인 얼티엄셀즈가 생산한 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 배터리가 탑재됐다.
시장 전문가들은 바이든 대통령의 시승 자체가 LG엔솔에게는 돈으로 환산할 수 없는 이벤트가 됐다며, 마케팅 측면에서 상당한 호재로 작용할 것이란 전망을 내놨다. LG엔솔은 SK이노베이션, 삼성SDI는 물론 중국 CATL 등 글로벌 배터리 제조사들과 북미시장 선점을 위한 경쟁을 벌이고 있다.
허머 픽업트럭은 연비 부실 등 이유로 소비자의 외면을 받으면서 2010년 단종됐으나 전기차로 재탄생하며 부활에 성공했다. 차량에 탑재된 이차전지는 LG엔솔의 기술적 특성을 그대로 계승, 양극재로 니켈·코발트·망간·알루미늄을 채택했다. NCMA 배터리는 엘지만의 고유한 기술로 양극재에 망간과 알루미늄을 동시에 적용, 에너지 밀도를 높이면서 화재 발생 위험과 단가 부담은 유의미하게 낮췄다.
바이든 대통령의 허머 전기 트럭 시승 이벤트는 이달 17일(현지시간) 미시간주 디트로이트 소재 GM전기차 공장 순시 현장에서 열렸다. 바이든 대통령은 허머 전기 픽업트럭에 탑승해 급가속으로 성능을 확인한 뒤 엄지를 들어 보이며 만족감을 표시했다. 영어 구문 'one hell of'는 '굉장한·대단한·엄청난' 등의 의미를 지닌 관용 문구이다. 문맥에 따라서는 부정적 의미로도 해석될 수 있으나 시승 후 바이든 대통령이 얼굴에 미소를 띠며 엄지를 들어 올린 사실을 고려하면 긍정적 의미로 사용했음을 알 수 있다.
바이든 허머 고출력 성능에 만족감 표시
LG엔솔, 롱셀 기술 적용... 고출력 배터리 개발
트럭에 탑재된 배터리 용량은 200kWh 이상이다. 최근 미국의 전기차 전문 스타트업 리비안이 출시한 프리미엄 전기 픽업트럭 용량은 135kWh로, 허머와 비교할 때 약 40% 정도 낮다. 대용량 배터리 탑재로 허머 트럭은 최대 1000마력 이상의 성능을 낼 수 있을 것으로 관측된다.
LG엔솔은 허머 탑재 배터리에 '롱셀(장축 셀)' 기술을 적용해 밀도를 최대치로 높였다. 동 기술을 적용하면서 배터리팩 내부 셀 배열 구조를 기존 3단에서 2단으로 단순화했다고 회사 측은 설명했다. 롱셀은 배터리셀의 가로와 세로 길이가 500mm 이상인 제품이다. 이 방식을 사용하면 배터리팩 내부 빈틈을 없앨 수 있는 것은 물론 효율적 셀 배열이 가능하다. 팩 내부에 배터리셀을 그만큼 더 많이 삽입할 수 있어 고출력을 내는데 유리하다. LG엔솔 관계자는 "구조 단순화로 물리적 용량이 늘어나 에너지 밀도를 10% 이상 높일 수 있다"고 부연했다.
업계 관계자는 "롱셀 배터리는 개발과 양산이 어려워 구현이 쉽지 않다"며 "이 기술을 최초로 적용한 곳이 LG엔솔"이라고 말했다. GM은 허머 전기 픽업트럭에 이어 SUV 모델 차량에도 얼티엄셀즈 배터리를 장착할 예정이다.
LG엔솔 "NCMA 적용 첫 사례... 내년 상반기 본격 양산"
허머 전기 픽업트럭은 북미 시장 점유율 확대를 노리는 LG엔솔에게 의미가 깊은 모델이다. 회사 측이 차세대 주력 제품으로 개발한 NCMA 배터리가 적용된 첫 사례이기 때문이다. NCMA 배터리는 니켈 함량이 85~90%에 달하는 하이니켈 제품으로 높은 에너지 밀도를 자랑한다. 반면 희귀금속 코발트 함량을 5% 이하로 줄여 단가를 크게 낮췄다.
리튬이온전지 배터리에서 양극재에 쓰이는 코발트는 배터리 내부 화학반응을 제어, 안정성을 담보하는 역할을 한다. 국내 배터리 3사가 채택한 3원계(NCM 혹은 NCA) 배터리는 중국 기업들이 주도하는 리튬인산철(LFP) 배터리에 비해 에너지 밀도가 20% 이상 높다. 반면 액상 전해질이 밖으로 유출되거나(누액) 최악의 경우 폭발할 위험이 상대적으로 크다는 단점도 있다.
현재 기술상 코발트는 분리막과 함께 3원계 배터리의 화재 위험을 예방하는 데 있어 반드시 필요한 소재 중 하나이다. LG엔솔은 줄어든 코발트 함량 만큼 망간과 알루미늄을 추가해 안정성을 확보했다. LG엔솔을 비롯한 국내 배터리 3사는 고가의 코발트 함량을 줄이면서도 안정성을 유지하는 '코발트 프리' 기술 개발에 투자를 집중하고 있다.
LG엔솔 관계자는 "허머 전기 픽업트럭은 NCMA 배터리가 적용된 첫 사례"라며 "내년 상반기부터 본격 양산될 예정"이라고 말했다.