에스엠벡셀, 美 자동차 기업과 차세대 LMR 배터리 개발 맞손

[헤럴드경제=서재근 기자] SM그룹의 제조부문 계열사 SM벡셀이 미국 소재 글로벌 자동차 기업과 협업을 통해 차세대 양극 소재인 리튬·망간·리치(LMR)를 적용한 원통형 이차전지의 설계·제작·평가 기술을 확보하고, 신규 소재의 성능을 체계적으로 검증할 수 있는 평가 체계를 구축하는 프로젝트를 진행하고 있다고 11일 밝혔다.

이번 프로젝트는 차세대 고에너지밀도 배터리 소재로 주목받는 LMR을 실제 전지에 적용해 성능과 적용 가능성을 검증하는 것이 핵심이다. SM벡셀은 자체 준양산 원통형 전지 생산라인을 활용해 전극 설계부터 전지 제작, 소재 특성에 맞춘 포메이션, 초기 성능 및 신뢰성 평가까지 전 과정을 실제 셀 단위로 수행한다.

프로젝트에서 미국 소재 글로벌 자동차 기업은 LMR 특성을 고려한 원통형 전지 설계와 화성공정 조건 최적화, 소재 변경에 따른 전지 성능 변화 분석 등을 담당한다. SM벡셀은 양극·음극 전극 설계 조건 검토를 비롯해 전극 제조, 준양산 전지 조립라인 적용 및 생산, 초기 충·방전 및 전기화학적 특성 평가, 신규 소재 관련 데이터 축적과 평가 기준 정립 등을 수행한다.

양사는 이를 기반으로 ‘소재 개발→전지 설계→전지 제작→성능평가→결과 분석→설계 개선’으로 이어지는 협업 체계를 구축했다. 이를 통해 소재 자체의 물성 평가에 그치지 않고 실제 셀에서 용량, 출력, 수명, 안정성 등 주요 성능을 종합적으로 검증할 수 있는 개발 프로세스를 마련했다.

최근 전기차 업계에서는 주행거리 향상과 배터리 시스템의 에너지 효율 개선을 위해 높은 에너지밀도와 안정적인 수명 특성을 동시에 구현할 수 있는 차세대 양극 소재 개발이 활발히 진행되고 있다.

LMR은 소재의 구성과 설계에 따라 기존 고니켈계 양극 소재 대비 높은 에너지밀도를 구현할 수 있는 차세대 소재로 평가받고 있으며, 글로벌 완성차 및 배터리 업계에서도 실제 전지 적용을 위한 연구개발이 이어지고 있다.

SM벡셀은 이번 프로젝트를 통해 LMR 특성에 따른 전극 설계, 제조공정 조건 설정, 전지 제작 및 성능평가를 연계하는 전주기 개발 역량을 한층 강화했다. 특히 소재별 전지 성능 데이터와 평가 기준을 지속적으로 축적함으로써 향후 신규 소재 개발 과정에서 평가 기간을 단축하고, 시행착오를 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이번에 확보한 평가 기술은 LMR에만 국한되지 않는다. 고니켈계 양극재와 LFP·LMFP 등 다양한 양극 소재는 물론 실리콘계 음극재, 전해액 및 첨가제 등 신규 배터리 소재의 실제 전지 적용성 검증에도 활용할 수 있다.

SM벡셀은 향후 고객사 요구에 따라 다양한 크기와 사양의 원통형 전지 플랫폼으로 적용 범위를 넓혀가겠다는 구상이다.

중장기적으로는 축적된 소재 특성 및 전지 평가 데이터를 기반으로 배터리 소재 데이터베이스를 구축하고, 인공지능(AI) 기반 소재·전지 성능 예측 기술과 연계해 데이터 기반 배터리 개발 플랫폼으로 고도화할 수 있을 것으로 기대된다.

최세환 SM벡셀 배터리사업부문 대표이사는 “이번 프로젝트는 SM벡셀이 보유한 배터리 소재·전극·전지 설계 및 제조 기술을 글로벌 완성차 기업의 실제 개발 요구사항과 연계해 한 단계 고도화했다는 데 의미가 있다”며 “앞으로 다양한 차세대 배터리 소재의 실제 전지 적용과 성능 검증 역량을 강화하고, 글로벌 완성차·배터리·소재 기업과의 기술 협력을 확대해 나갈 것”이라고 말했다.

한편, SM벡셀 배터리사업부문은 최근 올해 임금 및 단체협약(임단협)을 분규 없이 마무리하면서 2021년부터 6년 연속 무분규 타결 기록을 이어갔다. 노사 협상을 마친 SM벡셀은 방산용 전지를 비롯한 주력 배터리 제품의 생산 안정화와 신규 사업 확대에 나설 계획이다.