[The Korea Industry Post (kipost.net)] 삼성SDI가 차기 중대형 배터리 양극활물질 소재로 니켈⋅코발트⋅알루미늄(NCA)을 쓴다. 니켈⋅코발트⋅망간(NCM)이 아닌 NCA 양극재로 중대형 배터리를 만들어 에너지밀도를 높일 계획이다.
13일 업계에 따르면 삼성SDI는 기존 중대형 배터리 양극활물질 소재인 NCM 조성비 ‘8:1:1’(이하 NCM811)대신 NCA를 중대형화 할 계획이다.
LG화학과 SK이노베이션은 NCM811을 기반으로 한 중대형 배터리를 준비 중인 것과 대조적이다.
▲삼성SDI가 차기 중대형 배터리 양극재로 NCA를 개발한다. / 삼성SDI 제공
중대형화 과정에서 소재 비율은 변할 수 있겠지만 같은 니켈 비중을 가지고 있어도 에너지밀도가 높다는 점이 삼성SDI에 크게 작용한 것으로 보인다.
NCM811과 비슷한 비중의 니켈을 함유하고 있다고 가정해도 NCA 에너지밀도가 조금 더 높다.
NCA는 니켈 함량을 90%까지 높이는 수준까지 연구가 진척됐다. 니켈은 에너지밀도에서 가장 큰 역할을 한다. 함유량이 높을수록 에너지밀도는 커진다. 반면 NCM은 니켈 조성비 80% 이상을 구현한지 오래 되지 않았다.
업계 전문가는 “삼성의 현재 로드맵은 NCA를 개발하는 것”이라고 말했다. “NCM811도 고민하고 있지만 구조적으로 에너지밀도를 더 높이기 위해 NCA 양극재 사용에 조금 더 무게를 두는 분위기”라고 밝혔다.
업계 배터리 개발 동향
배터리 업체들은 현재 NCM811과 NCA를 소형 원통형 배터리에만 적용 중이다. 소형 배터리이기 때문에 활물질이 적게 들어가 안전성이 높다. 캔으로 된 원통형 케이스는 불안정성과 가스 발생 현상을 물리적으로 잡아준다.
LG화학은 NCM811을 적용한 원통형 배터리를 제조한다. 중국 샤오미에 보조 배터리용으로 납품되지만 그 외의 특별한 납품처는 아직 없다.
삼성SDI는 원통형 배터리로 NCA, NCM811 두 종류를 모두 생산한다. 주력은 NCA다. 지난해까지 18650규격(지름 18mm, 길이 65mm 크기) NCA 원통형 배터리를 테슬라 에너지저장장치(ESS)용으로 판매했다.
중대형 배터리 시장에서는 LG화학과 SK이노베이션이 앞다퉈 NCM811을 적용한 제품을 상용화 할 계획이다. SK이노베이션은 지난 8월 22일 경상북도 경주에서 열린 ‘2017년도 전지기술 심포지엄’에서 최초로 중대형 NCM811 배터리를 생산한다고 밝혔다. 올해 12월부터 ESS에 우선 적용하고 내년 3분기 출시되는 전기자동차에 이 제품을 납품하기로 했다.
LG화학은 자사가 SK이노베이션보다 앞서 중대형 NCM811 배터리를 양산하겠다는 분위기다. 이웅범 LG화학 사장은 지난 8일 산업부 주관 2차전지업계 간담회에서 “SK이노베이션보다 앞서 NCM811을 적용한 차가 나올 것”이라고 말했다.
▲LG화학과 SK이노베이션은 NCM811로 중대형 배터리를 양산할 계획이다. / LG화학 제공
삼성SDI가 중대형 NCA 배터리를 개발할 경우 연구는 내년 마무리 될 전망이다. 이 경우 예상 양산 시점은 2021년이다.