LFP에 뒤쳐진 K-배터리, 게임체인저 ‘LMR’로 판도 바꾼다

▲포스코퓨처엠이 세종 기술연구소 파일럿 플랜트에서 LMR 양극재 제품 생산을 테스트하고 있다.

중국의 저가 LFP(리튬인산철) 배터리 공세가 더욱 거세지는 가운데 한국 기업이 새로운 돌파구를 찾아냈다. 포스코퓨처엠과 LG에너지솔루션이 개발 중인 LMR(리튬망간리치) 양극재가 그 주인공이다.

LMR은 가격 경쟁력, 에너지 밀도, 친환경성까지 모두 잡으며 전기차 배터리 시장의 판도를 바꿀 새로운 주자로 주목받고 있다.

28일 배터리 업계에 따르면 2024년 기준 LFP 배터리는 전 세계 전기차 배터리 시장의 40%를 차지하며, 2023년(32%) 대비 큰 폭으로 성장했다. 글로벌 LFP 배터리 셀 시장 점유율은 60%에 달하고, 2025년에는 63%까지 확대될 전망이다.

특히 중국 시장에서는 LFP 점유율이 71%에 이르렀고, 내년에는 74%까지 오를 것으로 예측된다.

이러한 LFP의 약진은 한국 배터리 업계의 경쟁력에 직접적인 압박으로 작용하고 있다. 한국 기업들의 경우 LFP가 아닌 NCM(니켈코발트망간) 배터리에 집중 투자했기 때문에 트렌드 변화에 대응하지 못했기 때문이다. 이에 국내 주요 배터리 기업들은 매출 감소와 투자 조정 등을 진행하고 있다.

이 때 'LMR'이란 한줄기 빛이 등장했다. LMR 배터리는 중국 배터리사들이 주력으로 생산중인 LFP 배터리와 가격경쟁이 가능하면서도 성능은 더 우위에 있어 차세대 배터리로 급부상하고 있다.

특히 가격이 비싼 코발트, 니켈을 대폭 줄이고 저렴한 망간 사용을 늘려 가격경쟁력을 높일 수 있다. 더불어 리튬회수율이 높아 LFP 배터리 대비 리사이클링 경제성에서도 우위를 가질 수 있다. LFP는 철과 인산염 기반으로 리튬 함량이 낮아 재활용 수익성이 적고, 대부분 폐기되는 구조다.

또 LFP 배터리와 비교해 33% 높은 에너지밀도 구현이 가능하다. 이로 인해 동일 무게와 부피의 배터리로 더 많은 에너지를 저장할 수 있어 전기차의 주행거리를 크게 늘릴 수 있다.

시장 전망도 좋다. 최근 GM, 포드 등 글로벌 완성차사들이 LMR 배터리 도입 계획을 공식화했다.

특히 LG에너지솔루션은 미국 GM과 협력해 LMR 각형 배터리셀을 공동 개발하고 있으며, 합작법인 얼티엄셀즈를 통해 2027년 말 시범 생산, 2028년부터 미국 내 제조시설에서 상업 생산을 시작할 계획이다.

GM은 LMR 배터리를 2028년부터 전기 트럭 '쉐보레 실버라도'와 대형 전기 SUV '에스컬레이드 IQ' 등에 우선 적용할 예정이다. 이 배터리는 1회 충전 시 644km 이상의 주행거리를 목표로 하며 대형·고용량 전기차 시장에서 원가 절감과 성능 개선을 동시에 노린다.

포스코퓨처엠 역시 2023년부터 글로벌 완성차 및 배터리 기업과 공동으로 LMR 상용화 기술을 개발해왔으며, 지난해 파일럿 생산에 성공했다.

올해 안에 양산 기술을 확보하고 대규모 수주에 나설 계획이다. 기존 NCM 양극재 생산라인을 활용해 대규모 신규 투자 없이도 빠르게 양산체제를 구축할 수 있다는 점도 강점으로 꼽힌다.

단점도 있다. LMR은 반복 충·방전 시 구조적 불안정과 망간 용출 등으로 수명 저하 문제가 남아 있어 제조 공정의 복잡성, 대량생산 시 품질 균일성 확보 등도 과제로 꼽힌다.

중국 LFP의 초저가 대량생산 체계와 기술 발전 속도 역시 LMR이 극복해야 할 장벽이다. 최근에는 코팅·도핑 등 기술개발로 LMR의 수명 단점이 상당 부분 개선되고 있지만, 대량 양산 단계에서의 완전한 검증은 아직 필요하다는 지적이 나온다.

업계 관계자는 “LMR이 LFP의 단점을 보완하면서도 가격 경쟁력과 성능을 모두 갖춘 만큼, 엔트리·스탠다드 전기차 시장을 빠르게 대체할 가능성이 높다"고 말했다.

이찬우 기자 lcw@ekn.kr