SK이노베이션 배터리 사업 자회사인 SK온(전 SK이노베이션 배터리사업부)은 1992년 전기차 개발과 연구를 시작했다. 지난 1993년 한 번 충전으로 약 120㎞를 달릴 수 있는 전기차와 배터리를 개발했다.
배터리업계에 따르면 SK온은 현재 배터리 시장의 주류인 고니켈 NCM 배터리 기술에서 앞서있다는 평가를 받는다.
SK이노베이션은 니켈-코발트-망간을 각각 8대1대1 비율로 섞은 양극재를 적용한 NCM811배터리를 2016년 세계최초로 개발하고 2018년부터 양산해 기아 니로를 시작으로, 중국 베이징기차의 럭셔리 전기차 브랜드 아크폭스와 현대 코나에도 납품을 시작했다. 지금까지 한번도 SK이노베이션의 NCM811배터리에서 화재가 발생하지 않았다는 점에서도 안정적인 품질을 인정받고 있다.
SK이노베이션은 궁극의 고니켈 배터리인 NCM9(니켈함량 90%) 배터리도 2019년 세계 최초로 개발했다. 이 배터리는 미국 조지아 공장에 짓고있는 제2공장에서 생산해 포드가 개발중인 전기차에 납품될 예정이다.
미래 전지에 대한 연구개발에도 집중하고 있다. SK이노베이션은 리튬이온 배터리 시대를 연 인물이자, 2019년 노벨화학상 수상자인 존 굿이너프 미국 텍사스대학교(University of Texas at Austin) 교수와 손잡고 차세대 배터리 기술을 개발 중이다.
리튬 메탈 배터리는 배터리의 4대 소재 중 하나인 음극재에 금속을 사용해 에너지 밀도를 크게 높인다. 현재 주류를 이루는 리튬이온배터리는 향후 개발이 지속되더라도 에너지 밀도를 800Wh/L 이상으로 높일 수 없을 것으로 여겨진다. 이에 반해 리튬 메탈 배터리는 에너지밀도를 1000Wh/L 이상으로 크게 높일 수 있다. 에너지 밀도가 높아지면 부피를 적게 차지한다. 따라서 전기차에 더 많은 배터리를 넣어 주행거리를 크게 늘리거나 차체를 가볍게 만들 수 있다.
SK온은 국내를 비롯해 미국, 유럽, 중국 등 글로벌 생산 거점을 확대하고 생산량을 빠르게 늘려가고 있다. 2020년 초 배터리 생산규모는 20GWh(기가와트시)에서 현재 약 40GWh로 확대 됐다.
SK온은 미국 조지아주에 총 3조원을 투자해 총 21.5GWh 규모의 공장들을 짓고 있다. 지난해 SK온은 포드와 총 129GWh 생산규모 합작 공장을 짓기로 해 5조1000억원을 투자키로 했다. 헝가리 코마롬에는 7.5GWh 규모 1공장을 가동 중이며, 2공장은 9.8GWh규모로 올해 양산을 시작할 계획이다. 여기에만 총 2조원을 투자했다. 헝가리 이반차시에서는 약 2조6000억원을 투자해 30GWh 규모 공장을 건설 중이다. SK온은 배터리 사업에 더욱 속도를 높여오는 2025년까지 220GWh, 2030년이면 500GWh의 배터리 생산규모를 갖춘 글로벌 탑티어 배터리 회사로 성장하겠다는 목표다.
이와 함께 SK이노베이션 소재사업 자회사인 SK아이이테크놀로지(SKIET)는 급성장 중인 전세계 전기차 배터리 산업의 핵심소재인 리튬이온배터리분리막(LiBS) 시장에서 사업 역량을 확대해왔다. SK아이이테크놀로지는 현재 글로벌 프리미엄 습식 LiBS 시장 점유율 1위다.
SK아이이테크놀로지가 주력하고 있는 습식 LiBS는 고분자와 첨가제를 혼합한 후 첨가제를 제거하면서 다공화하는 공정을 거치게 되며, 고에너지밀도 구현이 가능하다. 다른 LiBS 제조업체들은 분리막 제조 시 상하, 좌우로 두 번 연신하는 공정을 택하고 있으나, SK아이이테크놀로지는 해당 과정을 동시에 진행해 분리막 두께를 균일하게 만드는 ‘축차연신’ 생산방식을 도입, 경쟁우위를 갖게 됐다는 평가다.
SK아이이테크놀로지의 연간 LiBS 생산규모는 국내외 13.6억㎡ 수준으로, 중국 공장이 정상 가동되는 올 연말까지 생산규모가 15.3㎡까지 늘어난다. SK아이이테크놀로지는 오는 2025년까지 생산능력을 총 40.2㎡까지 확대해 글로벌 습식 분리막 시장점유율의 25% 이상을 차지하겠다는 목표다.
SK이노베이션 관계자는 "일반적으로 전기차 한 대당 100㎡의 LiBS가 사용된다고 가정하면, SKIET는 4000만대 이상에 적용할 수 있는 LiBS를 생산하는 셈"이라고 말했다.
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