전기차 시장의 다크호스, LFP 배터리가 뭐야?

최근 전기차 시장에 떠오르는 LFP 배터리에 대해 알아봤습니다 ------------ 최근 출시한 KG모빌리티 토레스 EVX에 중국 BYD의 LFP 배터리가 탑재돼 이목을 끌고 있다. 중국 제품에 대한 의구심에 우려의 목소리가 제기됐지만 KG모빌리티는 충분한 검증을 통해 신뢰성을 확보했다는 입장이다. 비단 일부 차종의 이야기가 아니다. 최근에는 테슬라 모델Y, 기아 레이 EV 등 가격 경쟁력이 중요한 차종에 본격적으로 LFP 배터리가 채택되기 시작했다. 대중 브랜드를 넘어 유럽 프리미엄 브랜드들도 LFP 배터리에 대한 관심이 커지고 있으며, 국내에는 삼성SDI나 LG에너지솔루션, SK온 등 배터리 제조사들이 LFP 시장 공략에 나서고 있다.

중국 BYD의 LFP 배터리를 탑재한 KG모빌리티 토레스 EVX # LFP 배터리란? LFP는 양극재로 리튬인산철(Lithium Iron Phosphate, Li-FePO4)을 사용하는 배터리를 뜻한다. 우리에게 LFP 배터리가 익숙하지 않았던 건 국내 제조사들이 삼원계 배터리를 주로 썼기 때문인데, 흔히 리튬이온 배터리라 불리는 제품이 대표적이다. 배터리의 4대 구성 요소(양극재, 음극재, 전해액, 분리막) 중 하나인 양극재로 니켈(Nickel), 코발트(Cobalt), 망간(Manganese)을 사용해 NCM 배터리라 불리기도 한다. 양극재는 전기를 저장했다가 내보내는 역할을 한다. 때문에 어떤 소재로 구성했는지에 따라 배터리 성능 차이를 불러온다. NCM 배터리는 소재의 특성상 에너지 밀도가 높아 주행 거리가 가장 중요한 요소로 고려되는 전기차 업체들의 주요 선택지였다. 반면, LFP 배터리는 에너지 밀도가 낮아 무겁고 주행거리가 짧아 전기차 용도로는 적합하지 않다는 인식이 강했다. 하지만 LFP만의 장점은 분명했다. 우선 철을 기반으로 하기 때문에 공급망이 안정적이다. NCM 배터리와 비교해 가격 경쟁력을 챙길 수 있는 부분이다. 또한 열화현상이 적어 수명이 길고, NCM 대비 화학적으로 안정적인 특성을 가진다. 배터리 제조사들은 이같은 장점에 주목하며 점차 LFP 배터리의 성능을 개선해왔다. 이가운데는 토레스 EVX에도 적용된 BYD의 신기술인 블레이드 배터리가 눈길을 끈다.

BYD 블레이드 배터리 # 기술로 한계를 극복한다 블레이드 배터리는 공간을 크게 절약하고 중량을 최소화한 것이 특징이다. 배터리 셀을 칼날처럼 길고 평평한 모양으로 제작한 뒤 배터리팩에 바로 담는 '셀 투 팩(Cell-to-Pack)' 방식을 활용했다. 같은 공간에 더 많은 배터리를 넣을 수 있어 에너지 밀도 부분을 개선해 약점이었던 주행거리를 향상시켰다. LFP 배터리의 최대 장점인 안전성도 한층 강화했다. BYD는 엄격한 배터리 내구성 시험 가운데 하나인 못 관통 테스트 결과를 공개하며 블레이드 배터리의 안전성을 입증했다. BYD 자체 연구 결과에 따르면, 못이 관통하는 순간 격렬한 폭발과 함께 화재가 발생한 NCM 배터리와 달리 블레이드 배터리는 화염이나 연기 등이 발생하지 않았다. 이밖에도 46톤 무게의 트럭이 배터리 위를 밟고 지나가는 압축 시험이나, 오븐에 넣어 섭씨 300도까지 가열하는 발화 시험 등 극한의 테스트에서도 안정적인 모습을 보였다. BYD 측은 "전기차 구매 시 최우선 고려 요소인 주행거리와 함께 전기차 구입을 망설이게 하는 요소인 화재 안전성을 주로 고려했다"고 설명했다.

중국 CATL의 LFP 배터리를 탑재한 기아 레이 EV # 당분간은 각자도생 물론, 물리적 한계는 남아있다. NCM 배터리 대비 여전히 떨어지는 에너지 밀도와 저온에 취약한 성질 등이다. 이런 특성들로 인해 당분간은 NCM 배터리와 LFP 배터리가 각자의 영역에서 활약할 것으로 업계는 내다보고 있다. 프리미엄급 차량에는 NCM 배터리를 탑재해 긴 주행거리와 충전 속도를 확보하고, 볼륨 모델에는 LFP 배터리를 탑재해 가격 경쟁력을 챙기는 전략이 이어질 전망이다.