[미디어펜=박규빈 기자]전쟁·보호 무역주의 등으로 인해 글로벌 공급망 이슈가 산업군을 불문하고 최대 이슈로 떠오른 가운데 미국 리튬 메탈 배터리 제조 기업 SES가 관련 현안에 대한 논의의 장을 열었다.
14일 SES는 온라인 세미나 '배터리 월드 2022'를 개최해 차세대 리튬 메탈 배터리 기술 개발 노력·진전에 대해 발표했다. 리튬 이온 배터리는 에너지 밀도가 낮지만 양산성이 좋다는 평가를 받는다. 반면 전고체 배터리는 고밀도 에너지를 자랑하지만 아직 갈 길이 멀다는 게 업계 중론이다.
치차오후 박사(SES AI 대표)./사진=SES 제공
이날 키 노트 프레젠테이션에서 치차오후 박사(SES AI 대표)는 "하이브리드 리튬 메탈은 기존 리튬 이온과 전고체 리튬 메탈의 아이와도 같다"며 "전고체 리튬 메탈처럼 에너지 밀도가 높으면서 리튬 이온과 공급망을 공유하기 때문에 제조도 충분히 가능하다"고 언급했다.
지난해 SES는 세계 최초로 100Ah 리튬 메탈 셀과 최대 규모의 리튬 메탈 배터리 생산 시설인 '상하이 기가'를 공개한 바 있다. 이후 한국 충주 공장을 신설해 8개월만에 가동 준비를 마쳤다.
후 박사는 "지난 1년 간 OEM의 요건을 완벽히 충족하려면 자재와 과정, 전체 시스템에서의 전 단계 등 공급망에 대한 총체적 제어 능력을 갖추고 있어야 함을 체감했다"며 "그렇지 않으면 개선하거나 최적화 하기가 어렵고 OEM 조건을 맞출 수 없기 때문"이라고 말했다.
공급망은 배터리 제조사에겐 곧 '자유도'를 의미한다는 게 그의 주장이다. 전해액·분리막·양음극이 갖춰지면 리튬 메탈 셀을, 이를 통해 배터리 팩을 만들 수 있게 된다. 센서·배터리 관리 시스템(BMS)·기술적 설계가 필요하다. 만들어진 팩은 장치에 적용되고 비즈니스 모델에 따라 충전용이나 교체용으로 구분된다.
이를 위해서는 수많은 협력사들이 존재하는데, 이들을 모두 통제할 수 있어야 협상력 내지는 자유도가 갖춰진다는 게 치 박사의 지론이다.
후 박사는 "C 샘플, SOP, 이후 상용화 단계에 이르면 공급량 확보·품질 유지·비용 절감이 공급망의 핵심"이라며 "광산 산출량의 특정 지분을 장기로 구매하는 계약인 '오프테이크' 권한을 확보하고 재활용 단계도 추가해 생산 단가도 낮추겠다"고 공언했다.
글로벌 배터리 업계 관계자들은 SES가 주최한 온라인 토론회에서 각자 의견을 개진했다./사진=SES 유튜브 채널 캡처
이후 이어진 세션에서는 배터리 업계가 직면한 공급망 이슈를 주제로 글로벌 배터리 업계 패널들이 토론에 참석해 의견을 개진했다.
요시야 조시 후지와라 혼다 혁신연구 총책임은 "우리는 항상 안전성과 신뢰성, 저비용을 추구한다"며 "저비용 배터리 기술의 성배는 고밀도 에너지를 갖춘 리튬 메탈 음극으로, 앞으로도 우리는 SES와 공동 개발 하겠다"고 전했다.
로버트 프리들랜드 아이반호 마인즈·일렉트릭 공동 회장은 "지난 1년 새 글로벌 경제가 계속 분열을 거듭하고 있는 상황에서 40년의 광업 경력을 바탕으로 우리는 차세대 배터리에 필요한 니켈·구리·코발트·고순도 리튬 메탈에 집중하고 있다"며 "향후 기술의 발전 방향을 이해하고, 그 지향점에 먼저 도달해 목표 수준까지 도달하는데에 필요한 원자재를 제공하고자 한다"는 입장을 내놨다.
그는 "채굴은 리드 타임이 길고 자본 집약적이라서 수요가 발생할 원자재를 파악해야 한다"며 "호주에서는 세계 최대 규모 니켈·코발트 자원을, 미국 애리조나에서는 가장 크고 친환경적인 신규 구리 광산을 개발 중"이라고 발표했다.
이와 동시에 프리들랜드 회장은 "우리는 모든 것의 전기화에 관심을 두고 있다"며 "공급망의 전 과정은 감사를 받아야 하고, 더욱 책임감 있고 향상된 방식으로 이뤄져야 한다"고 덧붙였다.
업계에서는 리튬 메탈 역시 신기술로 꼽힌다. 배터리와 전기화의 영역에서 각 업체들은 고려하고 있는 신기술에 대해 설파했다.
팀 그루 제너럴 모터스(GM) 글로벌 배터리 셀&전동화 전략팀 이사는 "내구성과 전극 내 통합을 위해서는 압력이 일정하고 균일한 스택형 전극이 필요하다"며 "리튬 메탈이나 다른 유형의 음극 디자인 등을 빠르게 도입하고자 여러 보완적 기술을 연구 중"이라고 했다. 그는 "리튬 메탈이나 다른 무언가와 맞물릴 수 있는 보완적 기술을 확보한다면 엄청난 시너지가 기대된다"며 "공급망 제조 공정 내 기술의 저비용성과 우수 생산력이 검증되면 우리는 확장을 병행할 수 있다"고 첨언했다.
요시야 혼다 총책임은 "우리는 리튬 메탈을 사용한 전고체 배터리 기술을 눈여겨 보고 있고 전기화·탄소 중립 기술에 집중하고 있다"며 "안전성·신뢰성·저비용을 두루 갖춘 자동차를 2030년 이전에 내놓겠다"는 포부를 내비쳤다.
장용준 현대자동차 글로벌 R&D 마스터는 "고농도 액체 전해질은 리튬 메탈 배터리에, 고체 전해질은 전고체 배터리에 사용되는데 궁극적으로 양 셀에 리튬 메탈을, 셀의 장기적 내구성을 확보하려면 서로 다른 접근법이 필요하다"고 설명했다.
장 마스터는 "리튬 메탈 배터리에 쓰이는 액체 전해질의 과도한 격감을 방지하려면 안정적인 산화·환원 반응과 인터페이스의 리튬 메탈 음극이 필요하고, 고체 전해질을 사용하는 전고체 배터리는 리튬 메탈과 지속적인 밀접 접촉을 계속하고 침상 형태의 덴드라이트를 차단해 단락을 방지해야 한다"며 "상업화를 위해서는 이 같은 이슈들이 해결돼야 한다"고 제언했다.
[미디어펜=박규빈 기자]