LG에너지솔루션이 복수의 중국 휴머노이드 업체에서 배터리 납품을 의뢰받고 제품 개발에 들어간 것으로 확인됐다. 휴머노이드 ‘옵티머스’를 개발 중인 테슬라에는 수만 대의 울트라 하이니켈(니켈 비중 95% 이상) 배터리를 납품한다. 다른 미국 회사와도 공급 협상 중이다. 힘세고 오래 가는 배터리가 필요한 휴머노이드 시대가 열리면서 한국산 삼원계 NCM(니켈·코발트·망간) 제품 수요가 빠르게 늘고 있다.?
27일 업계에 따르면 LG엔솔은 휴머노이드를 자동차와 에너지저장장치(ESS)에 이은 새로운 먹거리로 삼고 국내외 휴머노이드 기업과 납품 협의를 벌이 야마토연타 고 있다. 이 중에는 전기차로 거래를 튼 테슬라뿐 아니라 여러 중국 휴머노이드 기업이 포함됐다. LG엔솔은 내년부터 휴머노이드용 배터리 양산을 시작한다. 첫 고객은 수년 전부터 공동 개발을 진행한 테슬라로 수만 대 분량의 배터리를 납품한다. 이들이 LG엔솔에 ‘러브콜’을 보내는 것은 배터리 장착 공간이 전기차의 5%에 불과한 휴머노이드 특성 때문에 더 강력 릴게임몰 한 배터리가 필요해서다. 중국이 장악한 리튬·인산철(LFP) 제품으로는 수십 개의 관절과 인공지능(AI) 연산 장치를 돌리는 데 한계가 있다.



?中LFP에 밀렸던 韓삼원계 '반전'…휴머노이드 배터리팩 공간 좁아에너지 밀도·안정성 향상이 관건…中은 삼원계 기술력 韓에 뒤처져
바다이야기온라인중국은 전기자동차용 배터리 시장에서 ‘절대 강자’다. 중국의 무기는 저렴하고 화재에 강한 리튬·인산철(LFP) 배터리다. 이 배터리는 한국이 잘하는 삼원계 배터리보다 에너지 밀도가 낮지만 중국은 저렴한 가격을 앞세워 시장을 평정했다. 중국 CATL과 비야디(BYD)의 합산 점유율(지난해 1~11월)은 54.9%로 한국 배터리 3사(LG에너지솔루 골드몽게임 션·SK온·삼성SDI) 점유율(15.8%)보다 네 배 가까이 높다.
하지만 휴머노이드 로봇에서는 경쟁 양상이 달라진다. 차 바닥에 배터리를 잔뜩 넣을 수 있는 전기차와 달리 휴머노이드에 배터리를 설치할 수 있는 공간은 가슴, 등이 전부다. 면적으로 따지면 5% 이하다. 에너지 밀도가 높은 삼원계 기반 울트라 하이니켈(니켈 비중 95% 이상 바다신2 다운로드 ) 배터리가 유일한 대안인 이유가 여기에 있다. 고성능 배터리 개발에 집중해온 한국 배터리 3사에 기회가 왔다는 분석이 나온다.
?◇‘가슴 속 한 뼘’ 전쟁…“LFP는 무리”
27일 배터리업계에 따르면 LG에너지솔루션과 삼성SDI는 휴머노이드용 배터리를 납품하기 위해 소재사들과 울트라 하이니켈 배터리 개발에 집중하고 있다. 테슬라와 중국 휴머노이드 기업의 의뢰를 받은 LG엔솔은 엘앤에프(양극재), 엔켐(전해액), 도레이첨단소재(분리막) 등과 연합해 휴머노이드용 배터리를 개발 중이다. 보스턴다이내믹스와 배터리 납품을 논의 중인 삼성SDI는 에코프로비엠(양극재), 솔브레인(전해액), 더블유씨피(분리막) 등과 손잡았다.
하이니켈 분야에서 한국은 중국과 상당한 격차를 벌리고 있다. 울트라 하이니켈 배터리와 2170, 46원통형 시리즈 양산 기술을 보유한 건 LG엔솔과 삼성SDI뿐이다. 소재사도 마찬가지다. 엘앤에프는 작년 하반기 세계 최초로 울트라 하이니켈 양극재 양산에 성공했고 에코프로비엠도 양산을 앞두고 있다. 엔켐과 솔브레인은 높은 니켈 비중에도 안정성을 유지할 수 있는 고출력 전해액 기술을 개발했다. 도레이첨단소재, 더블유씨피는 울트라 하이니켈에 어울리는 분리막 기술 등을 갖췄다. 본격적인 납품은 내년부터다. LG엔솔이 테슬라에 수만 대 분량의 옵티머스용 배터리를 납품할 것으로 전해졌다.
CATL, BYD 등 중국 업체가 울트라 하이니켈 배터리를 양산하는 데 상당한 시간이 걸릴 것으로 알려졌다. LFP 배터리에 집중한 까닭에 삼원계 제품은 니켈 비중이 50~70%인 미드니켈 기술만 갖고 있어서다. 중국이 장악한 LFP 배터리로는 휴머노이드를 1시간도 가동할 수 없다. 모건스탠리는 2040년 휴머노이드 시장 규모가 500조원을 넘어 세계 최대 산업이 될 것으로 예상한다. 이 중 배터리가 차지하는 비중은 10~20%로, 최대 100조원 규모 시장이 창출될 것이란 전망이 제기된다.
?◇하이니켈·46 시리즈 조합이 최상
배터리사들이 니켈 비중을 높이려는 것은 휴머노이드의 배터리 장착 공간이 제한적이기 때문이다. 휴머노이드는 가슴, 등의 한 뼘 남짓한 곳에 최고 효율의 배터리를 채워야 한다. 최신 휴머노이드에 스스로 배터리를 바꾸는 기술이 들어갔지만 한계는 명확하다. 한두 시간마다 배터리를 교체하느라 작업장을 비워야 하는 데다 교체용 배터리도 준비해야 해서다. 고효율 배터리를 쓰면 교체에 드는 시간을 줄일 수 있을 뿐 아니라 비축용 배터리를 덜 마련해도 된다.
업계에선 울트라 하이니켈과 차세대 배터리인 46원통형 시리즈(지름 46㎜·높이 80㎜) 조합을 현 상황에서 휴머노이드에 가장 적합한 기술로 평가한다. 울트라 하이니켈 배터리의 에너지 밀도는 평범한 삼원계 배터리보다 30% 이상 높다. 46원통형 시리즈 역시 기존 각형·원통형·파우치형보다 20~30% 높은 것으로 알려졌다.
배터리 업체 연구원은 “LFP 배터리는 휴머노이드용으로 적합하지 않다”며 “에너지 밀도를 얼마나 높이는지가 휴머노이드용 배터리 전쟁의 요체가 될 것”이라고 말했다. 피규어AI, 애질리티로보틱스, 1X테크놀로지스 등 미국 휴머노이드 회사도 별다른 대안이 없는 만큼 한국 배터리를 쓸 가능성이 큰 것으로 업계는 예상하고 있다.
성상훈/김우섭 기자 uphoon@hankyung.com