삼성SDI, 역대 최대 '연구개발비' 투자…미래 성장 이끈다

지난해8776억원 투자…전년비 9% 이상 증가

차세대 배터리 소재 기술 개발…스마트 공장 구축

삼성SDI 연구소 전경.ⓒ삼성SDI

삼성SDI가 미래 성장 동력을 확보하기 위해 업계 최고 수준의 연구개발비를 꾸준히 확대하고 있다.

최근 공개된 사업 보고서에 따르면 삼성SDI의 지난해 연구개발비는 8776억원으로 연간 기준 역대 최대치를 기록했다. 이는 전년 대비 9% 이상 증가한 수치다.

올해 1분기 연구개발비도 2583억원으로 전년 동기 대비 17% 이상 증가했으며 역시 역대 최대치를 기록했다.

2017년부터 연구개발비용은 상승곡선을 이어왔으며 매출액 대비 6% 이상이라는 높은 수치를 보이고 있다. 눈앞에 다가온 전기차 시대를 예견하고 전기차 배터리를 미래 성장동력을 만들기 위한 씨앗으로 연구개발에 박차를 가하고 있다는 게 회사 측 설명이다.

삼성SDI 연구개발비 추이.ⓒ삼성SDI

차세대 기술 개발에 연구개발 집중

삼성SDI의 연구개발비는 주로 차세대 배터리 소재 기술 개발 및 스마트 공장 구축에 집중적으로 투입되고 있다.

이런 연구개발 투자 성과로 작년 하반기부터 본격적으로 양산을 한 젠5(Gen.5)는 올해 상반기 실적 개선에 많은 기여를 하고 있다.

젠5는 니켈 함량 88% 이상의 하이니켈 양극 기술을 접목시켜 주행거리를 대폭 향상시켰다. 또 희소금속인 코발트 비중을 낮춤으로써 원가 경쟁력도 높였다는 평가를 받고 있다.

젠5에 이어 차세대 제품으로 준비중인 젠6(Gen.6) 배터리는 양극재의 니켈 함량을 91%로 높여 젠5 대비 에너지밀도가 10% 이상 향상됐다. 음극재와 공법 개선을 통해 급속충전 성능도 크게 향상될 전망이다.

삼성SDI의 전기차용 배터리.ⓒ삼성SDI

삼성SDI는 2007년 니켈의 함량을 80%까지 늘려 고출력 특성을 구현해 전동공구용 배터리에 적용했다. 이후 지속적으로 니켈 함량을 증가시켜 고출력과 장수명, 안전성 등의 특성까지 구현해 냈고 전기자전거 및 전기자동차용 배터리의 양극 소재로 활용하고 있다.

음극소재로는 실리콘(Si) 소재를 이용해 배터리 음극의 용량을 높인 'SCN'(Silicon Carbon Nanocomposite)이 있다.

SCN 기술은 실리콘을 머리카락 두께 수 천분의 1 크기로 나노화한 후 이를 흑연과 혼합해 하나의 물질처럼 복합화한 것이다. 기존 실리콘 소재의 문제점으로 지목됐던 배터리 팽창(스웰링) 부작용도 해소했다.

특히 NCA(니켈·코발트·알루미늄) 양극과 완벽한 쌍을 이루며 배터리의 용량을 업계 최고 수준으로 끌어올렸다.

삼성SDI는 배터리 게임체인저로 주목받는 전고체 배터리 개발에도 박차를 가하고 있다.

지난 3월 수원 연구소 내에 착공한 전고체 배터리 파일럿 라인인 'S라인'은 삼성SDI가 내세우는 전고체 배터리 제조를 위한 전용 설비들로 채워질 예정이다.

전고체 배터리 전용 극판 및 고체 전해질 공정 설비, 배터리 내부의 이온 전달이 원활히 이뤄지도록 만들어주는 셀 조립 설비 등 신규 공법과 인프라를 도입할 계획이다.

삼성SDI는 그동안 고체 전해질 설계와 합성에 성공해 전고체 전지 시제품을 만드는 등 기술 개발을 선도해 왔으며 이와 함께 독자 리튬메탈 무음극 구조를 개발해 업계 최고 수준의 에너지 밀도와 높은 안전성을 확보했다.

한편 삼성SDI는 국내에 최첨단 스마트 팩토리를 구축했다. 이 스마트 팩토리는 센서와 AI가 공정을 컨트롤하고 무인운반차가 제품을 운반하는 무인화, 자동화 배터리 생산 라인이다.

삼성SDI는 이곳에서 사전 검증한 혁신 기술을 해외 법인 등으로 수평 전개해 표준화된 성능과 품질 균일화를 이뤄 제조 경쟁력 향상을 도모하고 있다.

삼성SDI는 연구개발비 외에도 시설투자 등 자본적지출을 일컫는 CAPEX 비중 역시 높다. 2021년에는 2조1000억원의 시설투자를 진행하며 역대 최대 규모를 기록했다.

특히 차세대 성장동력인 배터리 부문에는 3년간 관련 매출의 평균 21%를 시설투자에 사용했다.

삼성SDI 관계자는 "연구개발비와 시설 투자라는 쌍두마차로 미래 성장동력을 탄탄하게 구축하겠다"고 말했다.