LG화학이 리튬코발트(LCO) 양극재 대신 니켈코발트망간(NCM) 양극재를 이용한 노트북용 배터리 판매 비중을 늘린다. NCM은 LCO 대비 코발트 함량을 70% 이상 줄일 수 있어 원자재 가격 급등에 따른 원가 부담을 줄일 수 있다. 

LG화학은 NCM 양극재가 적용된 노트북용 배터리 판매 비중을 현재의 10%에서 내년에는 40%, 2020년까지 60%로 올린다고 27일 밝혔다. 양극재는 음극재⋅분리막⋅전해액과 함께 2차전지용 4대 재료로 꼽힌다. 

▲LG화학이 개발한 '저(低) 코발트 배터리'. /LG화학 제공

이 중 양극재는 원가의 35~40%를 차지하며, 각종 금속 전구체(프리커서)를 결합해 제조한다. 노트북용 배터리는 코발트 함량이 가장 높은 LCO 양극재가 주로 쓰였다. LCO 양극재는 안정성이 높지만, 코발트 가격 변동에 취약한 게 문제다. 2016년 1톤당 2만~3만달러 수준이던 코발트 가격은 올해 3월 9만5500달러까지 치솟았다.

2017년 기준 배터리에 사용된 코발트는 약 5만톤이며, 그 중 노트북⋅스마트폰과 같은 IT기기 배터리에 사용된 양은 총 3만톤에 달한다. 

LG화학은 앞으로 LCO 대신 NCM 양극재가 적용된 ‘저(低)코발트 배터리’ 공급량을 지속적으로 늘린다. NCM 배터리는 코발트 함량이 LCO 대비 20~30%에 불과하다. 나머지 공간은 니켈과 망간으로 채운다. 니켈⋅망간은 코발트에 비하면 가격이 저렴하고, 가격 변동 폭도 작다.

이번에 LG화학은 높은 압력에도 입자가 변형되지 않게 하여 동일 부피에 더 많은 원재료를 넣을 수 있는 NCM 양극재를 개발했다. NCM 양극재의 충방전 효율을 개선하고 배터리의 사용 전압 범위를 최고 4.2V 수준에서 4.35V까지 높였다. 

LG화학은 이러한 배터리 기술력을 바탕으로 소형전지 사업에서 2020년까지 양극재의 코발트 함량이 5% 이하이면서 니켈 함량이 90%에 달하는 ‘하이-니켈 (High-Nickel) 배터리’까지 양산한다는 목표다.

니켈 함량을 높이면 배터리의 에너지 밀도가 높아진다. 따라서 하이-니켈 배터리는 노트북보다 배터리를 위한 공간이 작아 더 높은 에너지 성능이 요구되는 스마트폰까지 적용될 방침이다.

김종현 LG화학 전지사업본부장은 “향후 배터리 내 코발트 함량을 더욱 줄여 다양한 IT기기에 적용하겠다”며 “전지 산업 전반적으로 코발트 사용량 저감에 크게 기여할 것”이라고 말했다.