LG 에너지 솔루션, LMR 배터리 문제를 해결하다 – 이제 어려운 부분이 시작된다.

리튬 망가노이드가 풍부한 배터리는 종이상으로는 훌륭한 아이디어처럼 보입니다. 값비싼 니켈과 코발트 대신 저렴하고 풍부한 망가노이드를 사용할 수 있고, 산소 자체에서 추가적인 에너지를 얻을 수도 있습니다. 따라서 장거리 전기차를 만들 때 재료 비용도 절감될 수 있습니다. 하지만 문제는 산소의 성질 때문입니다. 배터리를 충전할 때 음극에 있는 산소가 산화되어 에너지를 저장하는 데 도움을 주지만, 정상적인 충전-방전 과정에서는 다시 원래 상태로 돌아오지 않습니다. 회복되지 않은 산소는 음극의 내부 구조를 파괴하고 가스를 생성시킵니다. 작은 실험실용 배터리에서는 압력이 견딜 수 있지만, 전기차에 필요한 대형 배터리에서는 가스가 쌓여서 성능이 저하됩니다.

이 가스 생성 문제로 인해 LMR 배터리는 10년 이상 상용화가 불가능했습니다. 지금까지도 마찬가지입니다.

LG 에너지 솔루션과 서울대학교는 근본 원인을 해결하는 획기적인 성과를 발표했으며, 그 내용은네이처 커뮤니케이션스그들의40암페어-시간 규격의 대형 LMR 셀은 883회 충전/방전 사이클 후에도 초기 에너지의 92.2%를 유지했습니다.– 자동차 제조업체들이 필요로 하는 안정성 수치란, 배터리를 차량에 장착하는 것을 의미합니다.

투자자에게 중요한 것은 문제가 해결되었다는 것뿐만 아니라, 그 문제가 어떻게 해결되었는지, 앞으로의 방향을 누가 장악하고 있는지, 그리고 그 해결책이 수익에 얼마나 기여하는지입니다.

해결책은 물질이 아니라 과정입니다.

연구자들이 발견한 내용은 다음과 같습니다. LMR 캐소드에서의 산소 회복은 배터리 관리 시스템이 제어하는 두 가지 요소에 달려 있습니다. 바로 충전 전압이 얼마나 높은지와 방전 전압이 얼마나 낮은지입니다. 일반적인 최고 충전 전압에서는…4.6 볼트로, 산화된 산소 중 단지 86%만이 다시 환원됩니다.전압 상한을 4.3볼트로 낮추면, 그 값은 97%까지 올라갑니다. 그 다음으로, 방전 전압을 기존의 3.0볼트에서 2.0볼트로 줄이면 산소가 거의 원래 상태로 회복됩니다. 제조 과정에서 더 낮은 온도로 반응이 일어나기 때문에, 대형 규격의 전지 내에서 가스가 생성되는 현상도 효과적으로 억제됩니다.

그건 사소한 수정일 뿐인 것처럼 들립니다. 하지만 그렇지 않습니다. 이 발견 덕분에 전기화학적 프로토콜 설계를 통해 LMR 배터리를 안정적으로 유지할 수 있습니다. 즉, 새로운 소재를 사용하는 대신 그 방식으로 배터리를 관리할 수 있다는 것입니다. 소재를 바꾸는 것은 비용이 많이 들고 확장하기도 어렵으며, 공급망도 처음부터 재구성해야 합니다. 프로세스를 조정하면 작동 범위와 활성화 온도가 변합니다. 이는 구현하기 쉽지만, 경쟁자들이 특허로 보호하기는 어렵습니다. 따라서 LG 에너지 솔루션은 더 빠르게 적용할 수 있지만, IP만으로는 그 방안을 방어하기 어렵습니다.

그렇다면 LGES는 실제로 어떻게 되는 걸까요?

IP와 파트너십의 장벽

LG 에너지 솔루션2010년에 첫 번째 LMR 특허를 받았으며, 2024년 말 기준으로 200개 이상의 특허를 보유한 세계 최대 규모의 LMR 지적재산권 포트폴리오를 가지고 있습니다.즉, 이는 화학 분야에서 15년에 걸친 지식을 의미합니다. 대부분의 경쟁사들은 이 분야를 단순한 종말로 여겼습니다. 회사는 LMR 기술을 꾸준히 발전시켜왔으며, 반면 전체 산업은 더 높은 니켈 함량을 추구하거나 리튬철인산염(LFP)으로 전환하는 방향으로 나아갔습니다.

제너럴 모터스와의 파트너십 덕분에 LGES는 특허만으로는 보장할 수 없는 것을 얻게 되었습니다. 바로 생산된 차량을 기다리는 열성적인 고객입니다. 울티움 셀스는 제너럴 모터스와 LGES가 공동으로 설립한 합작 회사입니다.2027년 말에 LMR 프리즘 세포의 사전 생산을 시작할 계획이며, 2028년에는 미국에서 상업적 생산이 이루어질 예정입니다.. GM은 2015년부터 LMR를 개발해왔습니다. 약 100톤의 LMR 음극 재료와 수백 개의 대형 형태의 전지 모델을 시제품으로 만들었으며, 140만 마일에 해당하는 전기차 주행 거리와 동등한 성능을 입증했습니다.. GM은 LMR 배터리를 도입한 최초의 자동차 제조업체가 되고자 합니다. 전기 트럭과 400마일 이상의 주행 거리를 가진 풀사이즈 SUV를 목표로 합니다..

이것이 바로 중요한 고객 유치 방법입니다. GM은 단순히 배터리를 구매하는 것만을 하는 것이 아니라, 직접 배터리 개발에 참여하고 자체 테스트 센터에서 성능을 검증하며, 자사의 합작 기업 시설에서 배터리를 생산합니다. 생산 플랫폼의 배터리 공급업체나 화학 구조를 바꾸는 것은 수년과 수십억 달러의 비용이 듭니다.

경제학 LGES는 이를 기대하고 있습니다.

LMR의 가치 제안은 비용과 에너지 밀도라는 두 가지 요소를 동시에 고려하는 것입니다. 이 두 지표는 보통 서로 상충되는 관계에 있습니다.

현재 사용되는 고니켈 카타이드는 니켈-코발트-망가네스-알루미늄 산화물, 즉 NCMA로, 약 85%가 니켈이며 소량의 망가네스와 코발트가 포함되어 있습니다.LMR은 그렇지 않습니다. 약 35%는 니켈이고, 65%는 망간이며, 코발트는 거의 없습니다.망간은 지구상에서 다섯 번째로 풍부한 원소입니다. 코발트는 가격이 비싸고, 지정학적으로도 분포가 제한적이며, 윤리적으로도 문제가 있습니다. 니켈의 가격은 변동성이 크며, 계속 상승하는 추세입니다.

GM은 LMR가 유사한 비용으로 최고 성능의 LFP 셀보다 33% 더 높은 에너지 밀도를 제공한다고 추정합니다.또한, 현재의 높은 니켈 함량을 가진 포장 방식에 비해 상당한 비용 절감 효과가 있습니다. 프리즘형 셀 구조는 원통형이나 포장 형태가 아니라 직사각형 형태입니다.배터리 모듈 구성 요소를 75% 줄이고, 전체 패키지 구성 요소는 50% 줄입니다.만약 세포들이 대량 생산에서 성능을 유지한다면, 이는 실제적인 구조적 비용 우위가 됩니다.

LGES는 LMR을 두 가지 기존 기술 사이에 위치한 것으로 설명합니다. 즉, 높은 니켈 함량을 요구하는 기술과 LFP의 안전성, 그리고 두 기술보다 더 저렴한 비용 구조가 그것입니다. 만약 이러한 세 가지 요소가 대규모 생산 시설에서 성공적으로 실현된다면, 이는 배터리 산업에 있어 진정한 혁신이 될 것입니다.

오늘날의 비즈니스와 내일의 화학 사이의 격차

이곳에서 투자 사례는 더 어려워집니다. LG 에너지 솔루션은 현재 수익을 내지 못하고 있습니다.

2025년에 이 회사는수익은 23.7조 원, 운영 이익은 1.3조 원으로, 마진은 5.7%입니다.이는 북미 지역의 생산 촉진 요소도 포함된 것이었습니다. 2026년 1분기에는 ESS 생산량이 증가함에 따라 비용이 증가했고, 북미 지역의 주요 고객도 전기차 배터리 재고를 조정했기 때문에 LGES는 2078억 원의 영업손실을 기록했습니다.2분기에는 영업이익이 1133억 원으로 회복되었습니다., 함께ESS의 수익이 이제 전체 수익의 20% 이상을 차지하고 있습니다..

이 회사의 미래 P/E는 약 57 정도입니다.– 어떤 배터리 제조업체의 기준으로도 비싼 가격입니다. 이는 AI 데이터 센터의 전력 수요와 그리드 저장 능력에 의해 주도되는 ESS 시장의 성장에 대한 투자를 반영하는 것입니다. LGES는 북미 지역에서 가장 큰 ESS 제조업체로 자리매김하고 있습니다.전 세계적으로 생산 능력을 60GWh 이상으로 확대하며, 그 중 80% 이상은 북미 지역에서 이루어집니다..

LMR 배터리는 당분간의 수익에 영향을 미치지 않습니다. 상업적 생산은 2028년이 될 예정입니다. 모든 것이 순조롭게 진행된다 해도, LGES는 배터리의 품질을 검증하고, 울티움 셀을 통해 대량 생산을 진행해야 하며, 다양한 작동 조건에서 전압 조정이 잘 작동하는지 증명해야 합니다. 이 기술은 한 세대 전의 기술입니다.LGES의 고위 연구원은 대량 생산 준비가 된 Gen1 모델과 현재 개발 중인 Gen2 모델에 대해 설명했습니다..

자본 집중도도 또 다른 제약 요소입니다.LGES는 2026년에 자본 지출을 2025년 대비 40% 줄이는 것을 목표로 하고 있습니다.기존 라인의 활용도를 극대화하고 새로운 투자를 줄이는 데 중점을 둡니다. Ultium Cells에서 LMR 생산을 위해서는 전용 라인, 양극재 생산 능력, 그리고 품질 관리 인프라가 필요합니다. 회사는 기존 포장 라인을 단순히 버튼 클릭으로 LMR로 전환할 수는 없습니다.

투자자들에게 어떤 변화가 있을까요?

이 연구 발표는 LGES의 단기 수익에 어떤 영향도 미치지 않습니다. 하지만 시장이 아직 충분히 반영하지 못한 특정 화학 분야의 전환 과정에서 회사의 입지를 강화하는 역할을 합니다.

단기적으로는 ESS가 주요 트렌드입니다. LGES는 에너지 저장 분야에서 큰 성과를 거두고 있습니다. 데이터 센터와 그리드 규모의 배터리에 대한 수요는 전기차 판매 사이클과는 무관한 것입니다.2026년 상반기에 ESS 수익은 전년 동기 대비 4.6배 증가했습니다.그것이 앞으로 12개월에서 18개월 동안의 현금 흐름 상황입니다.

LMR은 2년 뒤에 실현될 가능성입니다. 만약 GM과 LGES가 2028년의 상용 생산 일정을 준수한다면, 그리고 LMR이 제안한 비용 및 에너지 밀도 성능을 충족시킨다면, LGES는 전기 트럭과 대형 SUV와 같은 분야에서 독특한 제품을 제공할 수 있습니다. 이 분야에서는 LFP 배터리가 부족하며, 고니켈 배터리는 비싸기 때문입니다. 200개 이상의 특허 덕분에 모방자가 되는 것을 막을 수 있습니다. 비록 전압 조절 자체가 새로운 소재보다 쉽게 모방될 수 있지만 말입니다.

위험은 명백합니다. 배터리 기술의 상용화는 매우 어려운 일입니다. Nature Communications에 발표된 연구 결과와 실제 백만 개 이상의 세포를 생산하는 것 사이에는 큰 차이가 있습니다. 이 점에서 대부분의 혁신은 실패로 끝나게 됩니다. GM은 이번 회계연도에 일부 전기차 관련 계약을 철회했습니다. 합작 투자 모델을 사용하기 때문에 LGES는 긍정적인 성과와 함께 위험도 동시에 가지고 있습니다. 향후 P/E 수치가 57이라는 점을 고려할 때, 이 주식은 저렴하지 않습니다. 시장은 이미 강력한 ESS 회복세를 예상하고 있으며, LGES의 미래 성장 가능성도 높게 평가하고 있습니다.

투자 여부를 결정하는 요소는, LGES가 가까운 시일 내에 현재의 가치를 유지할 수 있는지, 그리고 2028년까지 LMR이 충분한 차별화된 이익을 창출하여 가까운 시일 내의 불확실성 속에서도 투자를 지속할 수 있는지입니다. 화학공정은 더 이상 문제가 되지 않습니다. 문제는 생산 규모, 고객의 동의, 자본 배분 등입니다. 이런 것들은 모두 몇 년이 걸려서 증명되는 것입니다.