삼성SDI는 전기차 배터리 등 연구개발(R&D) 투자에 박차를 가하며 배터리 초격차에 승부수를 띄운다. R&D 주요 방향은 배터리 핵심 소재인 양극 및 음극재 개발과 설비 경쟁력이다.
배터리 업체들은 에너지 밀도 향상을 위해 전기차 배터리 양극재로 하이니켈 NCM(니켈·코발트·망간) 및 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 소재를 활용 중이다.
그러나 니켈 함량을 높이면 반대로 양극재 구조가 불안정해져 배터리 안전성과 수명 특성이 줄어드는 문제가 발생한다.
삼성SDI는 이러한 문제를 해결하기 위해 전기차 배터리에 NCA 소재를 활용했다. 주행거리를 높이고 안전성에 강점이 있는 NCA 소재를 독자 개발한 것이다. 이를 통해 하이니켈 소재의 단점을 극복하고 기술을 선도하고 있다.
삼성SDI는 내년에는 니켈 함량 88% NCA 소재 기술을 접목한 배터리를 출시할 전망이다. 이 기술은 니켈 함량을 늘렸지만, 다양한 소재 기술이 적용돼 배터리 밀도와 수명 및 안전성을 개선했다.
삼성SDI는 음극재 독자 기술인 SCN(실리콘카본나노컴포지트)을 개발 중이다. 기존 음극 소재인 흑연의 용량 한계를 극복한 기술로 평가받는다. 이 기술은 '나노화' '복합화' 특허 기술이 핵심이다.
실리콘을 머리카락 두께 수천분의 1 나노 크기로 만들어 이를 흑연과 혼합해 하나의 물질처럼 복합화한 것이다.
특히 기존 실리콘 소재 문제로 지목된 배터리 팽창(스웰링) 부작용을 해소, 차세대 배터리 기술로 한 단계 나아갔다는 분석이다.
삼성SDI는 또 스마트공장을 구축해 설비 경쟁력을 갖췄다. 스마트공장은 센서와 인공지능(AI)이 공정을 컨트롤하고 무인 운반차가 제품을 운반하는 무인화, 자동화 배터리 생산 라인이다.
삼성SDI는 이곳에서 사전 검증한 혁신 기술을 해외 법인 등으로 확대해 성능과 품질 균일화를 이뤄 제조 경쟁력 향상을 도모하고 있다.
삼성SDI가 공개한 올해 반기 보고서에 따르면 이 회사의 상반기 연구개발비는 4092억원으로 역대 최대치를 기록했다. 특히 2017년부터 연구개발비 상승곡선을 이어오고 있으며 매출액 대비 6% 이상의 높은 수치를 보였다.
삼성SDI의 연구개발비 확대는 전영현 삼성SDI 사장의 기술 초격차 경영과 일맥상통한다.
전영현 사장은 “시장을 선도하기 위해서는 고객을 리딩할 수 있는 기술 개발이 필요하다”며 “초격차 기술을 확보한 100년 기업으로 나아가겠다”고 밝혔다.
김지웅기자 jw0316@etnews.com
