[이코노믹리뷰=김동규 기자] SK이노베이션이 글로벌 배터리 탑3 제조사가 되기 위한 로드맵을 차질 없이 진행하고 있다. SK이노베이션은 19일(현지시간) 미국 조지아주 잭슨카운티 커머스시에서 전기차 배터리 생산공장 기공식을 열고 미국 배터리 시장 공략의 첫발을 내디뎠다. 커머스시는 조지아주의 주도 애틀랜타에서 북동쪽으로 약 110km 떨어진 곳에 위치하고 있고, 112만㎡(34만평)의 부지에 배터리 공장이 조성된다. 2021년 하반기 완공 후 2022년부터 본격 생산을 시작할 예정이다. 양산 규모는 9.8GWh(기가와트시)다.

SK이노베이션 전기차 배터리 로드맵은 무엇?

김준 SK이노베이션 총괄사장은 2023년~2025년 사이에 글로벌 배터리 탑3 업체가 되겠다고 커머스시 배터리 공장 기공식에서 밝혔다. 김 사장은 “현재 배터리 누적 수주 잔량은 430GWh으로 이미 글로벌 탑3 수준”이라면서 “이는 2016년 말 30GWh 수준에서 10배 이상 증가한 것”이라고 밝혔다.

SK이노베이션은 우선 2022년까지 연간 약 60GWh의 전기차 배터리 생산을 계획 중이다. 현재 가동중인 서산 공장(4.7GWh), 헝가리 코마롬 1공장(7.5GWh), 중국 창저우(7.5GWh) 공장을 통해 2020년 상반기까지 20GWh의 생산 규모가 확보된다. 코마롬 2공장(10GWh), 미국 조지아(9.8GWh) 공장이 2022년부터 양산에 들어가면 총 40GWh까지 생산 규모가 확보된다. 60GWh를 위한 나머지 20GWh는 중국과 유럽에서 공급 시기에 맞춰 생산 능력을 확대해 맞춘다고 밝혔다. SK이노베이션은 2021년까지 손익분기점을 넘기겠다는 목표도 세웠다.

김 사장은 “실적 개선이 나타나면 배터리 사업은 SK이노베이션의 주력 사업이 될 것”이라면서 “소재 사업이 사업 분할을 앞두고 있는 것처럼 배터리 사업도 독자 경영이 가능한 수준의 시장 경쟁력을 확보하면 안정적인 독립 회사로 만들겠다”고 말했다.

SK이노베이션이 배터리 사업에서 강한 자신감을 보이는 이유는 ‘화학사업’에서 검증된 사업 역량 때문이다. 김 사장은 “전기차 배터리 사업을 잘 하기 위해서는 기본적으로 화학 기업의 역량이 필요한데, SK이노베이션은 화학 사업을 오래 해와 차별적인 경쟁력을 갖고 있다”고 말했다.

SK이노베이션의 소재사업 자회사도 다음달 1일 출범한다. SK아이이소재(가칭)는 배터리의 주요 소재인 LiBS(분리막)와 디스플레이용 투명PI(폴리이미드)필름인 FCW를 생산한다. 현재 SK이노베이션의 분리막 사업은 세계 2위의 생산능력을 보유하고 있다. 배터리 완제품뿐만 아니라 배터리 제작에 사용되는 소재 사업까지 SK이노베이션은 수직 계열화를 시도하고 있는 것이다.

SK이노베이션 ‘배터리 혁신 멈추지 않는다’

SK이노베이션은 2017년 8월 세계 최초로 NCM811배터리 양산을 시작했다. NCM811은 니켈, 코발트, 망간의 비중이 8대 1대 1인 양극재를 사용하는 배터리다. 니켈 비중이 높아 하이 니켈 배터리라고 불리는데, 니켈 비중이 높으면 높은 에너지밀도로 인해 전기차의 주행 거리를 더 늘어나게 할 수 있다.

SK이노베이션에 따르면 NCM811 배터리는 기존 배터리보다 주행거리를 약 100km 가량 늘릴 수 있다. 또 가격 변동이 심했던 코발트 함유량을 줄일 수 있어 원재료 가격 안정화에도 도움이 된다. NCM811 배터리 개발에 성공한 이유는 분리막(LiBS)에서의 차별화된 기술력이 바탕이 됐기 때문이다.

SK이노베이션 관계자는 “LiBS 제조시 상하 좌우로 2번 연신하는 공정이 아닌 연신 공정을 동시에 진행하는 축차연신 생산방식으로 경쟁 우위를 갖게 됐다”면서 “이같이 차별화된 LiBS 기술을 통해 NCM811 배터리의 발열량을 줄여 안정성을 높이고 수명을 늘릴 수 있었다”고 말했다. 연신은 섬유 또는 필름상의 고분자 재료를 물리적으로 늘이는 것을 말한다. 연신 공정을 통해 고분자 재료의 강도나 탄성률 향상을 꾀할 수 있다. SK이노베이션은 LiBS 분야에서 2025년까지 세계 시장 점유율 1위 달성을 목표로 하고 있다.

SK이노베이션은 리튬 금속(Li Metal)전지 개발에도 나선다. SK이노베이션은 올해 2월 미국 배터리 기술 개발 업체인 폴리플러스 배터리 컴퍼니와 리튬 금속 전지 개발을 위한 공동 개발 협약을 맺었다. SK이노베이션은 폴리플러스가 보유한 전도성 유리 분리막 연구 개발에 자금을 투자한다. 회사는 향후 지분 투자 및 기술 라이선스 확보 옵션도 검토 중이다.

리튬 금속 전지는 흑연 대비 10배 이상의 용량을 지닌 리튬 음극을 사용해 에너지 밀도가 1000Wh/l 수준으로 일반 리튬이온 전지보다 2배 가량 높은 미래 전지다. 리튬 금속 전지는 충전 과정에서 음극 표면에 리튬이 적체되는 덴드라이트(비정상적으로 생성되는 나뭇가지 모양 결정)가 발생해 분리막을 통과하고 훼손해 화재가 일어나는 한계가 있다. 전도성 유리 분리막은 이런 덴드라이트가 분리막을 통과하지 못하게 억제해 리튬 금속 전지를 안정화시킨다는 점에서 리튬 금속 전지 상용화를 위한 핵심 소재로 꼽힌다.