LG화학이 충북 청주 파일럿 라인에서 차세대 리튬망간리치(LMR) 양극재의 양산 수준 생산에 돌입한 것으로 확인됐다. LG에너지솔루션과 GM의 북미 LMR 배터리 생산 확대와 맞물려 그룹 차원의 공급망 구축이 본격화되고 있다.
10일 배터리 업계에 따르면 LG화학은 최근 충북 청주공장 파일럿 라인에서 전기차용 LMR 양극재 제품 'Gen1'을 양산 단계 수준으로 제작 중이다. 파일럿 규모 이상의 품질과 데이터 확보를 바탕으로 실제 양산 제품의 최종 사양기준(스펙)을 확정하는 작업이 진행 중인 것이다.
또 LG화학은 LMR 양극재의 추가적인 라인업을 위해 전기차용 배터리 지속 시간이 더 긴 'Gen2'도 현재 개발 중이다. LG화학은 연구개발·공정·품질·영업 조직 간 협업을 통해 고전압 시대에 최적화된 장수명 LMR 양극재를 안정적으로 공급하는 것을 목표로 하고 있다.
LMR 양극재가 차세대 소재로 주목받는 이유는 기존 하이니켈과 리튬인산철(LFP) 배터리의 장점을 동시에 갖췄기 때문이다. 하이니켈 양극재 수준의 주행거리 경쟁력과 LFP 수준의 안전성, 망간 기반의 가격 경쟁력을 동시에 제공할 수 있다. 실제 하이니켈 양극재는 에너지 밀도가 높아 장거리 주행에 유리하지만 원재료 가격 부담이 크고 니켈 함량 확대에도 한계가 있다. LFP 역시 가격 경쟁력과 안정성이 강점이지만 에너지 밀도가 낮아 장거리 전기차에는 제약이 따른다.
반면 LMR 양극재는 기존 소재보다 리튬 함량이 높은 구조를 적용해 더 많은 에너지를 저장할 수 있다. 주요 소재인 망간(Mn)은 니켈이나 코발트 대비 가격 변동성이 낮아 원가 경쟁력 측면에서도 유리하다는 평가다. LG화학은 LMR 양극재의 고전압 환경에서 발생하는 수명 저하와 구조 불안정 문제를 해결하기 위해 다양한 안정화 기술을 적용 중이다. 음이온 안정화 표면 코팅 기술, 구조 가역성 최적화, 전해질 첨가제 기술 등을 통해 관련 난제를 해결하는 데 집중하고 있는 것이다.
LG화학의 2028년을 목표로 한 LMR 양극재 상용화는LG에너지솔루션의 차세대 배터리 개발 전략과도 맞물린다. LG에너지솔루션은 GM과의 합작법인 얼티엄셀즈를 통해 2027년 말까지 LMR 배터리 시범 생산에 나서고 2028년 상반기부터 본격 양산에 돌입할 계획이다. LG에너지솔루션은 올해 1분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 "전기차용 각형에 대해서 LFP와 LMR 케미스트리별로 여러 고객사들과 제품 개발 및 공동 개발을 준비 중"이라며 "오창 파일럿 라인을 통해서 샘플 생산 대응을 하면서 고객사와 공동 개발을 추진하고 있다"고 말했다.
LG화학은 청추 양극재 공장에서 축적한 데이터를 기반으로 미국 테네시 클락스빌 양극재 공장을 LMR 생산 거점으로 활용할 전망이다. LG화학은 2023년 테네시공장을 착공해 올해 본격적인 가동을 앞두고 있다.
이에 대해 LG화학 관계자는 "파일럿 라인에서 양산 단계 수준으로 제작 중"이라며 "LMR 양극재의 양산 설비 위치는 현재 검토 중으로 고객사의 수요 변동에 맞춰 탄력적으로 조정할 예정"이라고 말했다.