K배터리 3사가 핵심 원자잿값 상승에 대응하기 위해 ‘코발트 제로’, ‘폐배터리 재활용’ 기술 확보에 열을 올리고 있다. 값비싼 희귀 광물 비중을 줄이고, 다 쓴 배터리에서 핵심 원재료를 추출하는 전략을 통해 가격 경쟁력을 확보하기 위해서다.

23일 업계에 따르면 국내 배터리 기업들은 15~20％에 달하던 코발트 비중을 5％까지 낮추는 등 ‘코발트 제로’ 배터리 개발에 집중하고 있다.

코발트는 전기차 배터리의 부피와 무게를 줄이고, 안정성을 높여주는 역할을 담당하는 핵심 금속이다. 다만 다른 금속에 비해 채굴 지역이 한정적이다. 채굴 과정도 쉽지 않아 비싸다. 현재 콩고 민주 공화국에서 전 세계 코발트 생산량의 67%를 담당하고 있다.

특히 폭발적인 수요 증가로 10년 후에는 매장량이 고갈될 것이란 우려도 나온다. 국제에너지기구(IEA)는 향후 3~4년 내 코발트에 대한 수요가 공급을 추월할 것으로 내다봤다. 코발트 시장 규모는 현재 15만t에서 오는 2025년 25만t으로 성장할 것으로 전망된다.

삼성SDI의 ‘젠5’배터리.

이에 삼성SDI는 코발트 비중 5％, 니켈 함량 88％인 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 양극재를 적용한 ‘젠5’ 배터리 개발에 나섰다. 지난해부터는 주요 고객사에 공급 중이다. 니켈 비중을 90％ 이상까지 끌어올린 ‘젠6’ 등 차세대 배터리도 개발하고 있다.

LG에너지솔루션은 코발트 비율을 5％ 이하로 낮추고 니켈 함량을 90％로 높인 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 배터리를 개발했다.

SK온도 코발트 함량을 5％로 줄인 NCM(니켈 90％·코발트 5％·망간 5％) ‘구반반 배터리’를 선보였다. 구반반 배터리는 올해 상반기 출시하는 포드 전기차 모델 ‘F-150 라이트닝’에 탑재될 예정이다. 배터리 재활용 움직임도 활발하다. 폐배터리에서 니켈, 코발트, 망간 등을 추출해 전기차용 배터리로 다시 제조하는 기술 확보가 핵심이다.

일반적으로 전기차 배터리는 8~10년가량 사용하면 최대 충전량이 줄어 폐배터리로 분류된다. 전기차 시대가 본격화하면 폐배터리는 지속해서 쌓일 수밖에 없다.

LG에너지솔루션이 대표적이다. 미국 완성차 제너럴모터스(GM)와의 합작법인인 ‘얼티엄셀즈’를 통해서다. 지난해 5월 얼티엠셀즈는 북미 최대 배터리 재활용 업체인 ‘리-사이클(사진)’과 폐배터리 재활용 계약을 체결했다.

SK온은 폐배터리 재활용 사업을 차세대 핵심 사업으로 꼽고 있다. 수산화리튬 추출 기술을 자체 개발해 54건의 특허도 출원한 상태다. 미국, 중국, 유럽 등에 폐배터리 재활용 상업생산 공장도 짓는다.

삼성SDI는 폐배터리 재활용 업체인 ‘피엠그로우’에 2019년 지분투자를 단행했다. 국내 사업장에서 폐배터리 재활용 관련 협력을 우선 진행한 뒤 해외 사업장으로 확대한다는 방침이다. 한편 시장조사업체 SNE리서치는 폐배터리 재활용 시장이 2030년 6조원에서 2040년 66조원으로 10배 이상 성장할 것으로 관측했다. 김지윤 기자