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韓 연구진, 800km 주행·12분...전기차 배터리 '게임체인저', 국내서 개발 [이코노믹데일리] 1회 충전으로 800km를 주행하고 단 12분 만에 초고속 충전이 가능하며 30만km 이상을 달려도 성능 저하가 거의 없는 차세대 전기차 배터리 핵심 기술이 개발했다. KAIST와 LG에너지솔루션 공동 연구팀이 리튬메탈전지의 상용화를 가로막던 가장 큰 기술적 난제인 ‘덴드라이트(Dendrite)’ 현상을 억제하는 원천기술을 세계 최초로 개발했다. KAIST 교수 연구팀이 LG에너지솔루션과 공동으로 설립한 프론티어 연구소(FRL)를 통해 리튬메탈전지의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 ‘응집 억제형 신규 액체 전해액’을 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구 성과는 에너지 분야 최고 권위의 학술지 ‘네이처 에너지(Nature Energy)’에 게재되며 그 중요성을 세계적으로 인정받았다. 리튬메탈전지는 현재 전기차에 널리 쓰이는 리튬이온전지의 핵심 소재인 흑연 음극을 리튬메탈로 대체한 것이다. 흑연보다 에너지 저장 용량이 10배가량 높은 리튬메탈을 사용하면 이론적으로 전기차의 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있어 ‘꿈의 배터리’로 불려왔다. 하지만 여기에는 치명적인 아킬레스건이 존재했다. 바로 배터리를 충전할 때 음극 표면에 나뭇가지 모양의 뾰족한 리튬 결정체 즉 ‘덴드라이트’가 자라나는 문제다. 이 덴드라이트는 배터리의 분리막을 훼손해 수명을 단축시키고 심할 경우 양극과 음극을 접촉시켜 내부 단락(short-circuit)을 일으켜 화재나 폭발의 원인이 될 수 있다. 특히 충전 속도를 높일수록 덴드라이트 현상은 더욱 심각해져 초고속 충전은 불가능의 영역으로 여겨져 왔다. KAIST-LG에너지솔루션 공동 연구팀은 덴드라이트가 형성되는 근본적인 원인이 급속 충전 시 리튬메탈 표면에서 리튬 이온들이 불균일하게 뭉치는 ‘계면 응집반응’ 때문임을 규명했다. 이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 새로운 개념의 ‘응집 억제형 신규 액체 전해액’을 설계했다. 새로운 전해액은 리튬 이온(Li⁺)과의 결합력이 약한 음이온 구조를 활용해 리튬 이온들이 음극 표면에 뭉치지 않고 고르게 달라붙도록 유도한다. 이를 통해 계면의 불균일성을 최소화하고 12분이라는 초고속 충전 환경에서도 덴드라이트의 성장을 효과적으로 억제하는 데 성공했다. 그 결과 높은 에너지 밀도는 그대로 유지하면서도 수명과 안정성, 충전 속도라는 세 마리 토끼를 모두 잡을 수 있게 된 것이다. 이번 기술 개발은 KAIST와 LG에너지솔루션이 차세대 배터리 기술 선점을 위해 2021년 설립한 프론티어 연구소(FRL)의 대표적인 성공 사례다. 대학의 기초 연구 역량과 기업의 상용화 노하우가 결합해 시너지를 낸 결과다. 김희탁 KAIST 생명화학공학과 교수는 “이번 연구는 계면 구조에 대한 깊은 이해를 통해 리튬메탈전지의 기술적 난제를 돌파하는 핵심 토대가 됐다”며 “리튬메탈전지가 전기차에 도입되기 위한 가장 큰 장벽을 넘어섰다”고 그 의미를 평가했다. 김제영 LG에너지솔루션 CTO(전무)는 “LG에너지솔루션과 KAIST가 FRL을 통해 이어온 지난 4년간의 협력이 유의미한 성과를 창출하고 있다”며 “앞으로도 산학 협력을 더욱 강화해 기술적인 난제를 해결하고 차세대 배터리 분야에서도 최고의 성과를 창출해 나가겠다”고 밝혔다. 이번 연구 성과는 전기차 시장의 ‘게임 체인저’가 될 잠재력을 품고 있다. 긴 주행거리와 내연기관 주유 시간과 맞먹는 초고속 충전이 가능해진다면 소비자들이 전기차를 선택하는 데 있어 가장 큰 걸림돌이었던 ‘주행거리 불안’과 ‘충전 시간’ 문제를 동시에 해결할 수 있기 때문이다. K-배터리 기술이 다시 한번 세계 시장을 선도할 중요한 전환점이 마련된 셈이다.2025-09-04 08:27:36
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'전기차 캐즘'에 배터리 3사, 가동률 40%대 추락…빚 늘어도 R&D는 확대 [이코노믹데일리] 전기차 수요 둔화 직격탄을 맞은 국내 배터리 3사의 공장 가동률이 40~50% 수준으로 급락했다. 실적 악화로 차입금 규모는 눈덩이처럼 불어났지만 기업들은 미래 기술 리더십 확보를 위해 연구개발(R&D) 투자를 오히려 늘리는 '버티기' 전략에 돌입했다. 15일 각 사 반기보고서에 따르면 LG에너지솔루션의 올 상반기 평균 가동률은 51.3%에 그쳤다. 이는 2022년 73.6%를 기록한 이후 지속해서 하락한 수치다. 삼성SDI의 소형 전지 가동률 역시 지난해 58%에서 올 상반기 44%까지 떨어졌다. 주력인 중대형 전지 가동률은 공개되지 않았으나 비슷한 수준의 하락이 있었을 것으로 추정된다. SK온은 지난해 43.6%까지 급락했던 가동률이 올 상반기 52.2%로 소폭 반등하며 선방하는 모습을 보였다. 가동률 하락은 재무 부담으로 고스란히 이어졌다. LG에너지솔루션의 차입금은 작년 말보다 5조4000억원 넘게 늘어 20조8000억원을 돌파했다. SK온의 차입금도 같은 기간 1조원 이상 증가하며 16조원 후반대를 기록했다. 반면 삼성SDI는 차입금을 소폭 줄이며 상대적으로 안정적인 재무 관리를 보여줬다. 이처럼 혹독한 불황 속에서도 3사는 미래를 위한 투자는 멈추지 않았다. LG에너지솔루션은 올 상반기에만 6204억원을 R&D에 투자했다. 매출액 대비 R&D 비중은 5.2%로 꾸준히 상승하는 추세다. 삼성SDI는 매출액의 11.1%에 달하는 7044억원을 연구개발에 쏟아부으며 기술 초격차 확보에 사활을 걸었다. SK온 역시 상반기 1480억원을 R&D에 투입하며 차세대 기술 개발을 이어갔다. 업계는 전기차 캐즘이 당분간 지속될 것으로 보고 기술 경쟁력을 통해 시장 반등 시기에 주도권을 잡겠다는 전략으로 풀이한다.2025-08-15 13:43:25
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![[현장] 위기 속 기회 찾는다…K-배터리, 글로벌 규제에 맞서다](https://image.ajunews.com//content/image/2025/06/26/20250626135914275282.jpg)
"위기 속 기회 찾는다"…K-배터리, 글로벌 규제에 맞서다 [이코노믹데일리] 국가전략기술로 분류되는 배터리(이차전지) 업계의 경쟁력 강화를 위해 K-배터리 전략을 모색하는 장이 마련됐다. 배터리 업계는 도널드 트럼프 대통령의 관세 전쟁과 인플레이션 감축법(IRA) 개정, 리튬인산철배터리(LFP)를 중심으로 한 중국 업체의 급성장, 유럽의 환경 규제 강화 등의 대외환경 변화를 겪고 있어 대응책이 시급한 상황이다. 25일 서울 용산구 아모레퍼시픽 아모레홀에서는 '최신 미국·EU 통상 정책 및 대응 전략: K-Battery, 위기에서 찾는 기회' 세미나가 열려 이 같은 상황을 점검하고 전력 모색의 기회가 됐다. 이번 행사는 한국배터리산업협회와 회계법인 삼일PwC가 주관했으며 배터리협회 회원사 및 유관기관 종사자들이 함께하는 자리로 마련됐다. 국제에너지기구 IEA에 따르면 세계 배터리 수요는 지난해 처음으로 1TWh를 돌파했다. 지난 2010년 1GWh에 불과했으나 25년만에 약 1000배 성장한 것이다. 업계에서는 오는 2030년까지 약 3배 성장해 3TWh에 달할 것으로 전망하고 있다. 다만 배터리 업계에서는 세계 경기 침체에 저가 제품을 찾는 흐름이 늘어나면서 LFP 중심의 중국 제품 영향력이 커지고 있다. LFP는 배터리 밀도는 떨어지지만 저렴하고 화재에서 비교적 안적하기 때문에 최근 수요가 늘어나고 완성차 업계에서도 선호하는 분위기다. 실제 한국의 글로벌 시장 배터리 점유율은 지난해 약 10% 하락하며 중국에게 흡수당하는 모양새다. 전기차 일시적 수요 정체 현상(캐즘)으로 인해 커지고 있는 에너지저장장치(ESS) 시장에서도 LFP를 중심으로 한 중국의 영향력이 절대적이라 국내 업체들은 시장 진입을 위한 전략 마련에 몰두하고 있다. 이처럼 대외 통상 환경은 국내 배터리 업계에 우호적이라고 볼 수 없는 상황이지만 최근 이재명 대통령의 새정부가 출범하면서 배터리 업계의 기대감이 상승하고 있다. 이재명 대통령이 배터리 산업을 '대한민국 경제 대도약을 위한 핵심'이라고 재확인하면서 K-이니셔티브의 중심축으로 K-배터리 산업 육성에 힘을 쓸 계획이라고 밝혔기 때문이다. 구체적으로 △초격차 기술 확보 연구개발(R&D) 강화 △국내생산촉진세제 도입 △배터리 삼각벨트 조성 △에너지고속도로와 연계한 ESS 보급 △사용후 배터리 산업 육성 등 관련 정책 공약들을 이행해나갈 예정이다. 이번 행사는 이런 흐름에 맞춰 삼일PwC 연구위원 및 파트너들이 4가지 주제로 발표를 준비했다. 이들 주제를 보면 △글로벌 EV 및 ESS 시장 전망 △트럼프 통상 규제 현황 및 대응 △EU(유럽연합) 규제 대응 원포인트 △공급망 규제 대응을 위한 관리 체계로 구성됐다. 발표에 따르면 글로벌 EV 판매량은 증가세를 보일 전망이지만 지역별 차별화 흐름을 보일 것으로 관측된다. 특히 유럽의 보조금 부활 등으로 완만하게 회복될 것으로 보인다. 전기차 침투율은 신차 판매 대비 20% 수준을 유지하고 있지만 최근 중저가 전기차 모델 출시 확대가 전반적인 수요를 자극하고 있으며 EU의 환경 규제 강화로 인해 중장기적으로 전기차 판매가 확대될 것으로 기대된다. 또한 글로벌 ESS 시장의 연평균 성장률(CAGR)은 23%로 고성장할 전망이며 현재 중국 내 전기차 침투율 및 LFP 채택률은 높으나 향후 중국의 미국, 유럽 시장 내 진출에는 제한이 있을 것으로 보여 한국 기업들의 기회 확대가 기대된다. 특히 IRA법 변경과 미국의 OBBB법 도입은 전반적인 전기차 수요를 축소시킬 가능성이 있으나 동시에 중국 견제를 위한 내용이 많아 국내 업체들의 반사이익이 커질 것으로 보인다. 소주현 삼일 PwC Tax파트너는 "관세부과 및 캐즘에 대한 불확실성은 위기가 맞지만 중국에 대한 견제 강화, OBBB법안에 의한 세액공제 유지, ESS 시장 확대 등은 우리 기업에게 기회"라며 "단기적으로는 관세절감 등 비용을 최소화하면서 장기적으로는 공급망 재편 등의 대응책이 필요하다"고 조언했다.2025-06-26 15:06:37
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