LG에너지솔루션과 삼성SDI가 미국 공장에 전기차용 리튬·인산철(LFP) 배터리 생산라인을 설치한다. 삼원계 배터리에 주력해온 LG와 삼성이 전기차용 LFP 생산설비를 갖추는 것은 이번이 처음이다. 두 회사가 각각 설립하는 미국 공장에 합작 투자한 제너럴모터스(GM)가 차값을 내리기 위해 당초 계획한 삼원계 대신 값싼 LFP 배터리로 교체해달라고 요구한 데 따른 것이다. 프리미엄 전기차는 삼원계, 중저가 전기차는 LFP로 미국 배터리 시장이 빠르게 재편될 것이라는 전망이 나온다.

27일 업계에 따르면 삼성SDI와 GM은 2027년 완공 예정인 미국 인디애나 합작공장에 전기차용 LFP 배터리 생산라인을 도입하기로 했다. 이 공장은 당초 니켈이 80% 이상 들어간 삼원계 배터리만 생산하도록 설계됐지만 LFP 배터리도 병행 생산하기로 한 것이다. 삼성은 이를 위해 소재 조달과 장비 도입 계획을 짜고 있다.

LG에너지솔루션도 GM과 합작한 테네시·오하이오주 공장의 일부를 LFP 생산라인으로 전환하기로 했다. 각각 2024년과 2022년 완공된 두 공장에는 삼원계 배터리 생산라인만 깔려 있다.

GM이 쉐보레 볼트, 에퀴녹스 등 중저가 차량에 LFP 배터리를 적용하기로 한 것은 예상보다 길어지는 캐즘(일시적 수요 둔화)을 이겨내기 위해선 전기차 가격을 떨어뜨려야 한다고 봤기 때문이다. 업계에서는 삼원계보다 20~30% 저렴한 LFP 배터리로 바꾸면 차값이 대당 6000달러가량 떨어질 것으로 예상했다.

업계 관계자는 “포드 등 다른 메이커도 GM과 똑같은 고민을 하는 만큼 중저가 전기차를 중심으로 LFP 배터리 탑재율이 갈수록 높아질 것”이라고 말했다.

LFP 대체시 최소 6000달러 가격 하락…캐즘 돌파 위해 승부수 던진 GM

GM 경영진이 전략 선회를 처음 결정한건 지난해 말이다. 전기차 캐즘(대중화 전 일시적 수요침체)이 예상보다 길어지고, 새로운 트럼프 정부가 전기차에 대한 지원을 축소하기로 하면서 기존 삼원계 배터리 대신 값싼 리튬인산철(LFP) 배터리로 가격을 낮추는게 필수적이라는 판단을 했다. GM같은 전통 자동차사들은 가격은 20~30% 저렴하지만 주행거리가 짧은 LFP가 미국시장에 적합하지 않다고 판단했지만 ‘현시점 가격보다 중요한 변수는 없다’며 자사 전기차에 장착되던 삼원계 배터리를 LFP로 바꿀 계획이다.

포드, 스텔란티스 등 전통 전기차 회사 및 테슬라, 리비안 등도 비슷한 판단을 하고 있다. 업계에선 삼원계 배터리 합작공장 등을 LFP로 전환하는 GM 결정을 기점으로 다른 회사, 지역의 배터리 생산기지들도 LFP 전환이 빠르게 이어질 것이란 관측을 내놓고 있다. 미국에 대부분의 생산기지를 두고 있는 한국 배터리사로서는 LFP 생산 라인 및 연구개발 투자 확대가 불가피해졌다.

○GM, 포드, 테슬라 모두 “LFP 필요”

미국내에서도 ‘LFP가 대세’인 트렌드가 만들어지고 있다는 의미다. 일부 프리미엄 모델을 제외하곤 대부분의 전기차에 LFP가 장착될 것이란 관측이다. 27일 배터리 업계에 따르면 GM은 삼성SDI, LG에너지솔루션 합작공장의 LFP 전환으로, GM 전기차에 장착되는 배터리 공급가격을 Kwh당 30달러 이상 낮출수 있을 것으로 분석하고 있다. 트림에 따라 100~200KWh 규모의 배터리가 들어가는 GM의 대표 전기 픽업트럭 쉐보레 실버라도 EV의 경우 LFP 도입을 통한 팩 설계 단순화, 냉각 시스템 축소 등을 고려할때 전기차 1대당 6000~1만달러 이상의 가격인하가 가능할 것으로 GM측은 분석하고 있다. 현재 실버라도는의 가격은 트림에 따라 5만5000~9만달러 수준이다. GM은 한국배터리사와의 합작공장에서 만든 LFP 배터리를 이용해 3만달러 이하의 새로운 전기차 모델도 출시할 계획이다.

국내 배터리사들도 흐름에 발맞춰 발빠르게 움직이고 있다. 삼성SDI는 총 투자금 4조8000억원을 투입한 GM과의 미국 인디애나 합작 공장을 2027년 목표로 건설중인데, 이미 건설이 완료된 삼원계 배터리 라인을 제외하고 앞으로 지어지는 라인은 LFP용으로 건설한 예정이다. 삼성SDI의 첫 전기차용 LFP 공장이다. 당초 삼원계 니켈·코발트·알루미늄(NCA) 배터리 생산공장으로 건설중이었지만, 2027년 완공후에는 LFP 배터리 생산량이 더 많아질 예정이다. 시장상황에 따라 기존에 지어진 삼원계 라인도 LFP 전환이 이뤄질 수 있다.

LG에너지솔루션은 GM과 3조1500억원 투입해 완공한 미국 오하이오 합작공장, 3조4200억원이 들어간 테네시 합작공장에 LFP 라인을 설치할 예정이다. 기존 삼원계 니켈·코발트·망간(NCM) 라인을 LFP 라인으로 전환하는 방식이다. 마찬가지로 LG에너지솔루션의 첫 전기차용 LFP 공장이다. LG에너지솔루션과 GM은 폼팩터 변환도 고려하고 있다. LFP에 더 적합하다는 이유로 기존 생산해오던 파우치형 대신 각형 생산을 검토하고 있다. LG에너지솔루션은 GM과 손잡고 망간 비중을 높여 가격을 낮추는 LMR(리튬망간리치) 배터리를 2028년 목표로 개발중인데, 성공적으로 연구개발을 마친다면 두 공장에 LMR 라인도 깔 예정이다.

포드, 스텔란티스, 테슬라, 리비안 등 한국 배터리사들의 주요 고객사인 다른 전기차사들 역시 LFP 전기차 비중을 늘리려고 하고 있다. 향후 LFP 배터리 공장으로의 전환 및 신설은 가속화될 것이란 관측이다. 현재 삼성SDI는 스텔란티스와 인디애나 공장을. SK온은 포드와 켄터키, 테네시에서 합작공장을 건설중인데 LFP 도입 가능성이 높다.

○탈중국 LFP 공급망 확보는 과제

다만 미국 전기차사들의 LFP 전환 흐름으로 국내 배터리사들은 ‘탈중국 공급망 강화’라는 과제를 해결해야 하는 상황이 됐다. LFP 도입 결정을 주도한 GM의 메리 바라 최고경영자(CEO), 커트 켈티 배터리 부문 부사장은 전기차 생산 벨류체인에서 중국 공급망을 최소화해달라는 요구를 배터리사들에게 전달한 것으로 알려졌다. 그동안 글로벌 LFP 시장을 주도해온 중국업체들을 배제하고 공급망을 만들겠다는 목표다. 미국 정부가 인플레이션방지법(IRA) 보조금, 비관세 정책 등을 통해 중국 배터리 소재 등을 사실상 사용하지 못하게 하고 있기 때문이다. LFP를 적극 도입중인 다른 전기차들 역시 비슷한 요구를 할 것이란 관측이다.

중국 양극재사인 상주리원과 LFP 양극재 장기계약을 맺었던 LG에너지솔루션은 미국내 LFP 배터리 생산을 위해 다른 공급망을 찾아야 하는 상황이다. 중국 양극재를 높은 비중으로 사용하는 삼성SDI 역시 대체 공급처를 발굴해야 한다. 국내 배터리 소재사들은 이 점을 캐치하고 미국 LFP 공장으로의 공급 확대를 꾀하고 있다. LFP 관련 소재 공장의 미국 현지 진출도 적극적으로 이뤄질 가능성이 있다. 미국 현지 배터리 업계 관계자는 “전세계 최대 시장인 미국에서 벌어지고 있는 LFP 도입 경쟁과 관련 국내 배터리셀사, 소재사가 얼마나 발빠르게 대처하는지가 각 회사의 성과를 결정할 것”이라고 말했다.

성상훈/김우섭 기자 uphoon@hankyung.com