삼성SDI 리튬메탈 기술 진전과 해외 시장 위기

삼성SDI가 주도한 한·미 공동연구팀이 리튬메탈 배터리의 수명과 안전성을 동시에 개선한 전해질 조성 개발에 성공했다. 연구 결과는 에너지 분야 권위 학술지에 실렸으며 공동 저자로 삼성SDI와 미국 연구진, 컬럼비아대 교수가 이름을 올렸다. 리튬메탈은 기존 흑연 음극보다 에너지 밀도가 1.6배 높아 차세대 웨어러블과 고밀도 에너지 저장의 핵심으로 꼽힌다. 이번 연구는 겔 형태의 고분자 전해질을 통해 덴드라이트 성장을 억제함으로써 배터리 수명과 안전성을 동시에 개선한 점이 핵심이다.
리튬금속 음극은 충·방전 과정에서 덴드라이트가 형성되며 내부 단락과 짧은 사이클 수명이 문제였다. 공동연구팀은 액체 전해질 대신 겔 전해질을 적용해 결정체 축적을 막는 방식으로 이 난제를 완화했다고 설명했다. 실험 결과는 기존 리튬메탈의 약점으로 지적된 충·방전 사이클 수가 크게 늘어나는 방향으로 나타났고 안전성 지표도 개선됐다. 다만 연구실 성과를 양산 공정과 비용 구조에 맞춰 옮기는 과정은 별도의 시간과 투자가 필요하다.
한편 삼성SDI의 기술적 진전은 전 세계 배터리 시장에서의 경쟁 압력과 맞물려 있다. 최근 도입된 15% 글로벌 관세로 중국의 평균 관세율이 7.1%포인트 낮아지는 등 가격 경쟁력이 다시 부각되면서 미국 시장에서는 중국산 제품의 우위가 확대될 가능성이 커졌다. 미국 ESS용 중국산 배터리의 예상 공급 가격은 kWh당 86달러에서 84달러로 낮아지고 국내 생산 LFP 가격은 90~95달러 수준으로 알려져 있다. 국내 3사의 중국 제외 글로벌 점유율은 지난해 43.7%에서 36.3%로 7.4%포인트 하락했고 4분기 적자만 8628억 원에 달했다.
이런 환경에서 삼성SDI는 기술과 재무 양면에서 대응하고 있다. 회사는 보유 중인 삼성디스플레이 지분 15.2% 매각을 결정하며 장부가치 10조 원 안팎의 자산을 유동화해 재무 건전성을 확보하려는 의지를 보였다. 국내 경쟁사들도 희망퇴직과 현지 생산 확대, 회사채 발행 등으로 구조 조정과 현금성 자원 확보에 나서고 있어 업계 전반의 체질 개선이 진행되고 있다. 연구 성과가 상용화와 생산 확대까지 연결될 경우 삼성SDI에게는 기술적 차별화와 함께 글로벌 투자 유치나 현지 생산 확대에서 실질적 우위로 이어질 가능성이 남아 있다.