"배터리 기술 심장"…LG엔솔 대전기술연구원[한국의 신기술 전진기지⑧]

입력2025.01.13. 오전 9:10

수정2025.01.13. 오전 9:10

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류인선 기자

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[서울=뉴시스] LG에너지솔루션 대전기술연구원의 전경. (사진=LG에너지솔루션). 2025.1.9. photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지[서울=뉴시스] 류인선 기자 = "LG에너지솔루션의 특허를 피해 배터리를 만드는 것은 거의 불가능하다."

1979년 럭키중앙연구소에서 출발한 LG에너지솔루션 대전기술연구원은 1994년 현 위치에 자리 잡았다. 31년 역사를 갖는 이 연구원은 올해에도 LG에너지솔루션의 미래 준비를 위해 숨가쁘게 뛰고 있다.

실험 용기로 둘러쌓인 이곳 연구실에서 흰 가운을 입은 연구원이 보라색 실험 장갑을 착용하고 전선을 전극에 연결한다. 배터리 셀에서 나온 전압이 화면에 바로 표시됐다. 연구원은 기존 설계와 동일한지 검증하고, 셀에서 전선을 분리했다.

이 연구원은 셀을 조심스럽게 집어 저울 앞으로 이동했다.

다른 물체가 저울에 간섭하지 않도록 셀의 양쪽 끝을 잡고 내려놓았다. 배터리 부피도 사전에 설계한 내용과 일치하는지 기계에 넣어 다시한번 확인했다.

에너지저장장치(ESS)에 들어갈 리튬·인산·철(LFP) 셀을 개발하는 모습이다. 저렴한 LFP는 중국이 앞서있다는 평가를 받지만, LG에너지솔루션은 기술 개발을 통해 포트폴리오 다변화를 이뤘다.

또 다른 연구실에서는 고글과 방독면, 방호복으로 무장한 연구원이 실험 장갑을 착용하고 투명한 유리 창 안으로 손을 넣어 스포이드를 조작했다.

고객사 요구 조건에 맞는 셀을 개발하기 위해 다양한 원재료와 공법을 조합해 최적의 '세트'를 찾는다. 연구원들은 수십번을 실패하더라도 1번의 성공을 얻을 때 큰 성취감을 느낀다고 했다.

[서울=뉴시스] LG에너지솔루션 대전기술연구원 내부 모습. (사진=LG에너지솔루션) 2025.1.9. photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

럭키중앙연구소는 고분자, 바이오텍, 정밀화학 연구로 시작했지만, 대전기술연구원으로 탈바꿈 한 이후 '배터리 기술의 모태'로 성장했다. 28만6087㎡(8만6500평)으로 축구장 40개 크기 부지에 연면적 17만6600㎡(5만3400평) 규모다.

5개의 연구동과 5개의 파일럿(PILOT) 동을 비롯해 전지동, 충방전동, 가공파일럿동, 동력동, 안전동 등에서 연구원들이 미래 기술 개발에 주력하고 있다.

R&D 진심인 LG에너지솔루션의 DNA

LG에너지솔루션은 오래전부터 배터리 기술 개발에 진심이었다.

고(故) 구본무 전 LG그룹 회장은 영국 원자력연구소에서 이차천지를 접하고 미래 사업으로 낙점했다. 럭키금속이 연구를 시작했고 1996년 LG에너지솔루션으로 연구 조직이 넘어왔다.

최고의 기술을 만들겠다는 LG에너지솔루션의 집착은 '3000 교육대'라고 회자되는 일화로도 확인된다. 한국에서 이차전지를 자체 개발하는 것은 불가능하다는 고정관념을 뚫고 기술 개발에 성공한 것이다.

당시 시험은 일본에서 주로 진행됐다. 연구원들은 3조 3교대로 전극을 만들어 3000개 전극을 일본에 보내 테스트할 정도였다. 이때 쉼 없이 고생한 연구원들이 이를 '3000 교육대'라고 부를 정도였다.

이런 노력 끝에 LG에너지솔루션은 1997년 11월에 일본 제품보다 뛰어난 세계 최고 용량(1800mAh), 세계 최경량(150Wh/kg)의 시제품 양산에 성공했다. 개발에 본격 착수한 지 1년 6개월 만이었다.

현재 LG에너지솔루션은 더블 레이어 코팅 기술, 하이니켈 니켈·코발트·망간(NCM) 양극재, 실리콘 음극재 등 세계 최초라고 표현할 수 있는 기술을 보유하고 있다. 이는 고객 요구대로 가격대와 성능까지 충족해줄 수 있다는 의미이기도 하다.

[서울=뉴시스] LG에너지솔루션 대전기술연구원 전경. (사진=LG에너지솔루션) 2025.1.9. photo@newsis.com *재판매 및 DB 금지

LG에너지솔루션, 미래를 정조준한 기술 준비

LG에너지솔루션 대전기술연구원의 차기 연구작은 리튬황배터리가 대표적이다. 이 배터리는 리튬이온배터리를 대체할 차세대 전지로 평가 받는다. 기존 소재 대비 무게당 용량이 크고 에너지 밀도가 높은 한마디로 '싸고 질 좋은 배터리'다.

LG에너지솔루션은 한국항공우주연구원에서 개발한 고고도 장기 체공 태양광 무인기에 리튬황배터리를 탑재했다. 이 무인기는 성층권 최고 고도에서 13시간 동안 시험 비행에 성공했다.

영하 70도의 낮은 온도와 지상의 25분의 1인 대기압과 같은 최악의 환경에서도 안정적인 성능을 보여줬다.

전고체 전지 개발도 한창 진행 중이다.

리튬 이온이 양극과 음극을 오갈 수 있도록 해주는 전해질을 고체로 만드는 제품이다. 사실상 불이 안 나고, 1회 충전 주행거리도 대폭 늘어나는 장점이 있다.

LG에너지솔루션 관계자는 "고객들의 요구에 즉각적인 현장 지원과 관리 서비스 진행 등 차별화된 고객가치를 제공하는 기술력을 대전기술연구원을 중심으로 만들어가고 있다"고 말했다.

류인선 기자(ryu@newsis.com)