'싼' 배터리 찾는 전기차…LFP가 '대세' 될까

[이데일리 경계영 기자] 전기차 대중화 시대로 접어들면서 전기차 배터리(이차전지) 시장이 새로운 국면을 맞았다. 전기차에 가격이 저렴한 리튬인산철(LFP) 배터리를 새로 탑재하거나 적용을 확대하려는 완성차업체가 늘고 있어서다. 다만 LFP 배터리는 무겁고 에너지밀도가 낮다는 한계가 있어 성장 가능성이 제한적일 수 있다는 진단도 나온다.

테슬라도, 다임러도 선택한 LFP

3일 업계에 따르면 세계 전기차 1위 업체인 테슬라는 지난달 투자설명회에서 모든 차종의 스탠더드(기본) 모델에 LFP 배터리를 탑재하겠다고 발표했다. 메르세데스-벤츠의 모기업 다임러의 올라 칼레니우스 최고경영자(CEO)는 “2024년부터 소형·준중형 전기차 배터리를 LFP 배터리로 바꾸겠다”고 선언했다. 이외에도 폭스바겐, 포드, 애플 등도 LFP 배터리 채택을 검토하고 있다.

지난해 9월 독일 진델핑엔 다임러 공장에서 올라 칼레니우스 다임러 최고경영자(CEO)가 메르세데스-벤츠 S클래스 관련 발표를 하고 있다. (사진=로이터)

리튬이온 배터리는 배터리 용량을 좌우하는 핵심 소재인 양극재에 따라 크게 삼원계 배터리, LFP 배터리로 나뉜다. 삼원계 배터리는 니켈·코발트·망간(NCM) 혹은 니켈·코발트·알루미늄(NCA)으로 구성되며 에너지밀도가 높고 주행거리가 길어 현재 전기차 배터리에서 높은 비중을 차지한다.

LFP 배터리는 철과 인산염으로 만들어 가격이 저렴하고 상대적으로 안전하지만 에너지밀도가 낮고 무거워 주로 중국 배터리사가 만들어 중국 전기차 시장에 공급했다. SNE리서치에 따르면 버스와 트럭을 제외한 승용 전기차 시장에서 LFP 배터리의 올해 상반기 점유율은 11% 수준이다.

주요 완성차업체가 LFP 배터리에 관심 두는 이유는 가격 경쟁력 때문이다. 전기차 가격을 낮추려면 핵심 부품인 배터리 가격을 내려야 하는데 최근 삼원계 배터리에 들어가는 니켈, 코발트 등 광물 가격이 급등했다. 금융투자업계에 따르면 LFP 배터리 가격은 1kWh당 85~90달러로 NCM622(니켈 60%·코발트와 망간 각 20%) 배터리 1kWh당 120달러에 비해 30%가량 저렴하다.

그간 기술 우위를 가진 삼원계 배터리에 주력하던 국내 배터리사도 중저가 전기차 배터리 시장 대응에 나섰지만, 그 방식은 엇갈렸다. LG에너지솔루션과 SK이노베이션(096770)의 배터리사업 자회사 SK온은 LFP 배터리 개발에 착수한 데 비해 삼성SDI(006400)는 가장 비싼 광물인 코발트를 뺀 니켈·망간 배터리 등 코발트 프리(free) 배터리로 대응할 방침이다.

(그래픽=이데일리 문승용 기자)

저렴해지는 삼원계…주행거리 한계 LFP

LFP 배터리가 대세로 자리를 잡을지에 대해선 의문이 제기된다. 삼원계 배터리도 충분한 가격 경쟁력을 갖출 수 있다는 이유에서다.

코발트를 줄인 하이니켈(High-Nickel) 배터리 공급이 본격화하면 삼원계 배터리 가격도 kWh당 100달러 아래로 내려갈 것으로 추정된다. 중국 BYD가 이달부터 LFP 배터리 가격을 20% 인상하겠다고 발표하는 등 LFP와 삼원계 배터리 가격 격차가 좁아질 수 있다.

폐배터리 처리도 관건이다. SNE리서치에 따르면 삼원계 배터리는 코발트, 니켈, 리튬 등 핵심 광물의 함량이 높아 kWh당 23달러가량을 회수할 수 있는 데 비해 LFP 배터리는 회수할 수 있는 광물이 리튬 정도여서 회수 가치가 kWh당 4달러 수준으로 분석됐다.

SNE리서치는 “LFP 배터리가 삼원계 배터리보다 가격이 저렴할 순 있어도 동일 에너지밀도로 끌어올리려면 부피와 셀을 늘려야 하는 데다 재활용·재사용까지 고려하면 LFP 배터리를 쓰는 것이 불리할 수 있다”고 판단했다.

LG에너지솔루션이 LFP 배터리를 개발하겠다면서도 그 용도를 공간·무게 제약이 없는 에너지저장장치(ESS)로 한정한 것도 이런 맥락으로 풀이된다.

정원석 하이투자증권 연구원은 “단기적으로 LFP 배터리 수요가 증가하고 있는 건 사실”이라면서도 “LFP 배터리는 용량당 판가 하락 가능성이 제한적이고 주행거리를 늘리는 데도 한계가 있어 중장기적으로는 삼원계 배터리가 시장의 주력이 될 것”이라고 봤다.