‘한우물 40년’ SK 전기차 배터리 풀스토리

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‘한우물 40년’ SK 전기차 배터리 풀스토리

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나이 40세를 가리켜 불혹(不惑)이라고 표현한다. 40세쯤 되면 유혹에 흔들리지 않는, 일종의 뚝심을 갖게 된다는 뜻이다. SK이노베이션의 전기차 배터리 사업이 불혹을 목전에 두고 있다. SK이노베이션이 전기차 배터리 시장서 탄탄한 입지를 다져 온 40여년의 역사를 되돌아봤다.
 

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▲ 40여년 동안 이어진 SK의 배터리 개발 사업 


전기차 배터리 사업은 반도체 이후 기업을 먹여 살릴 미래 먹거리로 꼽힌다. 전기차 시대가 본격적으로 개막하면서 미래 자동차의 엔진 격인 전기차 배터리를 둘러싼 각국의 경쟁이 치열해지고 있다. 

1982년부터

SK이노베이션은 1982년부터 전기차 배터리 개발에 관심을 갖기 시작했다. 선경그룹이 인수한 대학석유공사가 사명을 ‘유공’으로 바꾸던 해다. ‘종합에너지 기업’이라는 비전 달성을 위해 ‘에너지 축적 배터리 시스템’을 미래 사업으로 선정한 것이 출발점이다.

최종현 SK그룹 선대회장은 “석유가 지하자원이어서 그 사업 또한 한계가 있고 공해 문제가 뒤따르기 때문에 될 수 있는 한 빨리 방향을 바꿔야 한다”며 “정유사업을 하지 말자는 게 아니라 10년 뒤 정유사업이 다른 에너지 사업에 비해 그 비율이 상대적으로 낮아질 수 있도록 하자는 것”이라고 유공의 비전을 언급했다.

최 선대회장은 정유뿐만 아니라 석탄, 가스, 전기, 태양에너지, 원자력, 에너지 축적 배터리 시스템 등 장기적인 관점서 다양한 에너지를 모두 다룰 수 있어야 글로벌 변화에 대처할 수 있다고 봤다. 당시 세계 각국은 1970년대 오일 쇼크 사태로 대체에너지 개발에 열을 올리고 있었다.

1985년 유공은 정유업계 최초로 기술지원연구소를 울산에 설립한다. 현재 대덕 기술혁신연구원의 전신이다. 총 100억원을 들인 기술지원연구소는 1985년 3월15일 착공, 8개월 만인 11월11일에 준공됐다. 

1980년대 말부터 본격적인 준비에 들어간 유공은 1991년 전기차에 필요한 첨단 배터리 개발에 돌입했다. 유공은 태양전지를 이용한 3륜 전기차 제작에 성공했고, 이후 1992년 상반기 4륜 전기차 제작에 나섰다. 

전기차 배터리 사업
미래 먹거리로 각광


당시 언론보도에 따르면 유공은 “전기차의 핵심부품인 축전지 개발 계획을 세우고 있는데, 오는 1993년 말까지 완료할 계획이다. 이번에 시험 제작된 3륜 전기차는 최고 속도가 시간당 20㎞, 1회 충전 주행거리가 40㎞ 정도”라고 설명했다.

이어 “이를 계기로 1992년에 축전지를 이용한 4륜 전기차 개발에 본격 착수해 주행 시험에 나설 계획”이라며 “이 같은 전기차 개발 계획은 유공이 추구하는 첨단 축전지 개발연구의 일환으로 추진되는 것”이라고 밝혔다.

당시까지만 해도 국내서 전기를 동력으로 하는 자동차는 SF소설에나 존재하던 미지의 물체였다.

1992년 12월 발행된 유공 뉴스레터에는 울산연구소가 G7 과학 기술 과제 중 전기차용 첨단 축전지 개발 주관 기관으로 선정됐다는 소식이 실렸다. G7 과학기술과제는 제품 기술과 원천기반 기술 개발로 크게 나뉘는데, 제품 기술개발 대상은 초고집적반도체, 광대역종합정보통신망, 고선명TV, 전기자동차, 인공지능 컴퓨터, 신의약 첨단생산시스템 등 7개다. 
 

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▲ 최태원 SK 회장이 SK이노베이션 충남 서산 전기차용 배터리 공장을 방문해 배터리 셀을 살펴보고 있다. 


유공 울산연구소가 배터리 관련 연구개발 기관으로 선정된 것은 당시 유공만이 배터리 연구를 하고 있었기 때문으로 보인다. 기사에 따르면 1992년 배터리 기술을 보유하고 있는 기업은 캐나다의 HBS, 독일의 HBB, 영국의 클로라이드, 일본의 NDK 등 4개사에 불과했다. 

전기차와 배터리 개발을 위한 유공의 노력은 1993년부터 결실을 맺기 시작했다. 당시 언론보도서 유공은 “울산연구소 석유연구실에서는 앞으로 개발될 첨단 축전지의 실증시험을 위해선 전기차가 필요하다는 판단 아래, 기존의 5인승 승용차를 개조해 전기차 1대를 제작했다”고 설명했다. 

이어 “제작기간은 설계 및 부품 구입을 포함해 1992년 3월부터 11월까지 총 9개월이 소요됐다”며 “이 과제를 담당한 신에너지연구팀 외에 울산연구소 정비반이 주요부품 설치작업에 참여했다. 석유연구실에서는 반복 충·방전을 통한 축전지의 성능 향상 및 회로의 점검과 개선을 계속 진행 중”이라고 밝혔다. 

종합 에너지 기업을 비전으로
정유업계 최초 기술연구소 설립


그러면서 “이 과제를 통해 전기차 제작과 축전지 운용에 대한 여러 가지 노하우를 습득한 것은 나름대로 큰 성과로 판단되며 제작된 전기차를 통해 지금까지 신재생에너지와 첨단기술 개발에 힘써온 유공의 의지를 널리 알릴 수 있는 것 또한 의미 있는 일이라 생각된다”고 강조했다.

이전까지 국내서 개발된 전기차의 최고 성능은 최고 속도 100㎞/h, 1회 충전 주행거리 100㎞였다. 외국의 전기차도 최고 속도 60∼120㎞/h, 1회 충전 주행거리 80∼200㎞/h 정도였다. 당시 첨단 축전지의 실증 시험용으로 유공이 제작한 전기차의 목표 성능은 최고 속도 130㎞/h, 1회 충전 주행거리 120㎞로, 유공 전기차의 성능이 입증되면 국내 전기차의 실용화 시기를 앞당기게 될 것이라는 기대를 받았다. 

유공의 전기차와 배터리 개발 역사는 지금의 SK이노베이션으로 이어졌다. SK이노베이션은 지난 2012년 세계 최초로 니켈, 코발트, 망간 비율을 각각 60%, 20%, 20%로 배합한 NCM622 양극재를 적용한 배터리를 개발했다. 2014년에는 양산에도 성공했다.

양극재는 배터리의 힘과 주행거리에 핵심적인 역할을 하는 부품이다. 
 

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▲ 일찌감치 배터리 사업을 강조한 최종현 선대회장 


이어 2016년에는 이보다 진화한 NCM811 양극재를 적용한 배터리를 세계 최초로 개발해 2018년부터 양산 중이다. 또 NCM9 1/2 1/2(구반반) 양극재를 적용한 배터리 개발도 지난해 세계 최초로 성공했다. 현재 OEM사의 수요에 맞춰 2022년 양산을 계획하고 있다. 

이뿐만 아니라 전기차 배터리 시장서 국내를 넘어 글로벌 탑티어가 되기 위해 미국과 중국, 유럽에 전기차 배터리 생산 거점을 마련하는 등 공격적인 투자에 나서는 중이다. 이를 바탕으로 SK이노베이션의 전기차 배터리 생산규모는 2020년 20GWh, 2023년 71GWh, 2025년 100GWh로 확대될 전망이다. 

SK이노베이션은 “1982년부터 40여년 동안 이어온 SK이노베이션의 ‘Total Energy Solution Provider’로서의 꿈은 현재진행형”이라고 전했다. 

현재진행형

한편 SK이노베이션은 이모빌리티(e-Mobility)에 기반해 전기차 배터리 생산뿐만 아니라 배터리 사업의 전후방 밸류체인을 완성할 수 있는 5R(Rental, Recharge, Repair, Reuse, Recycle)을 전략 플랫폼으로 한 BaaS(Battery as a Service) 체계를 구축해 이모빌리티 솔루션 공급자로 성장하겠다는 목표를 가지고 있다. 

일요시사 장지선 기자 

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