2차 전지 솔루션 경쟁 2막 개시

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입력 2015.02.17 12:54 | 수정 2015.02.18 00:00

[IT조선 김남규] 사물인터넷(IoT)이 화두인 가운데, ‘사물의 동력’이 되는 2차 전지 시장이 주목받고 있다. 2차 전지 시장의 주도권을 잡기 위한 경쟁은 기업 간 경쟁이 치열해질 전망이다.

사진=LG경제연구원
 

2차 전지, 새로운 성장동력으로 부각

납축전지 등장 이후 100여 년간 서서히 몸집을 키우던 2차 전지 시장이 리튬이온전지의 등장으로 가파른 성장을 지속하고 있다. 특히 웨어러블 기기, IoT 기기 전원 공급, 스마트 가전, 로봇 분야에서 리튬이온전지 채용이 확산되면서 리튬이온전지 시장이 새로운 신성장동력 분야로 떠오르고 있다.

과거 휴대폰, 노트북, 전동 공구 등 휴대용 기기를 둘러싼 2차 전지 솔루션 간 경쟁 1막은 리튬이온전지의 니켈계 전지에 대한 완승으로 끝났다. 소비재 기기의 사용패턴 변화가 전지 솔루션 간 경쟁을 촉발하며 전지 기술의 진화를 유도했고 결과적으로 시장의 성장을 가져왔다.

반면 중장비, 상용차, 대형 전동공구 등 산업기기 시장에서는 2차 전지의 역할이 매우 제한적이었다. 2차 전지 시장으로서의 산업기기 시장은 규모가 작지 않지만 변화를 기대하기는 어려운 영역이었다. 현재도 납축전지가 주로 사용되고 있지만 성능의 한계로 산업기기 시장에서 2차 전지에 대한 수요는 빠르게 증가하지 못했다.

납축전지는 에너지 밀도가 낮아 무게에 비해 출력이 약하고, 장시간 사용이 어렵다. 또한 심방전용 납축전지는 에너지 효율이 부족하다. 그렇다고 리튬이온전지가 산업기기에 채용되는 경우도 흔치 않았다. 리튬이온전지는 성능이 우수하지만 납축전지, 니켈계 전지와는 달리 맞춤형 개발·설계·생산이 쉽지 않았기 때문이다.

전자제품, 모바일 기기 등 소비재 제품의 경우 소수의 모델로 대량의 수요에 대응할 수 있지만 산업기기 시장은 매우 다양한 모델을 개발해야 하는 한계가 존재했다. 유사한 특성으로 묶어서 일정 규모를 형성하지 않으면 수익을 내기 어려운 리튬이온전지 기업이 산업기기 시장에 접근하기가 쉽지 않았던 것이다.

2차 전지 산업의 태동과 발전 현황. (출처=LG경제연구원)
 

리튬이온전지의 가격 및 팩 기술 혁신

리튬이온전지의 표준 모델이 등장하면서 납축전지 대비 3~4배에 달했던 가격 역시 획기적으로 낮아졌다. 소니가 원형 리튬이온전지를 최초로 개발할 당시 800mAh 용량 제품의 가격이 30달러였다. 그러나 최근에는 용량이 3400mAh로 4배 이상에 개선됐지만, 가격은 처음 수준의 10% 이하로 떨어진 상황이다.

산업기기 분야에서도 더 많은 전기장치가 사용되면서 고성능 리튬이온전지의 수요가 증가하고 있다. 일례로, 항공업계의 경우 기내 편의시설과 안전 시스템이 늘어나면서 전력 소모량이 절대적으로 커졌지만, 항공기 내 발전기를 추가로 설치하는데 한계가 있어 고용량의 2차 전지의 필요성이 커지고 있다. 항공기에 사용되는 리튬이온전지는 기존에 사용했던 니켈계 전지와 비교시 전류량은 10배 이상 높지만, 무게는 오히려 가볍기 때문이다.

일본 2위의 이동통신회사인 소프트뱅크 모바일은 전력공급 중단에 대비해 통신 기지국에 설치되는 기지국용 무정전 전원장치(UPS)에 리튬이온전지를 사용하고 있다. 지금까지 가격이 싸다는 장점으로 납축전지를 사용해지만, 이동통신 사용량이 급증하면서 UPS의 효율과 수명 개선이 가능한 리튬이온전지로 모두 교체했다. 이제 일본에서는 NTT도코모 등 다른 이동통신사도 신규 기지국에는 리튬이온전지를 채용한 UPS를 사용할 계획이다.

 

산업용 기기 환경규제 강화 효과 톡톡

강화된 환경규제 역시 리튬이온전지 시장을 키우는 또 다른 요소 중 하나로 작용하고 있다. 2014년부터 본격화된 중장비 배기가스 규제가 대표적으로 미국에서는 175마력 이상의 건설 중장비에 대해 배출물 환경규제 4단계 기준을 적용하고 있다. 유럽이나 우리나라도 조만간 동일한 수준의 규제를 적용할 계획이다.

강화되는 환경규제를 화석연료에 기반한 동력 장치로는 충족하기 어렵고 납축전지로는 충분한 동력을 낼 수 없다. 때문에 중장비 기업은 리튬이온전지를 채용한 새로운 동력 시스템을 대안으로 개발하고 있다.

김남규 기자 ngk@chosunbiz.com

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