형태별 장단점 有...단점 줄이고 장점 높이는 기술개발 '적극'
[편집자] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.
[서울=뉴스핌] 이윤애 기자 = 글로벌 점유율 1위를 차지하며 승승장구하던 K-배터리가 위기를 맞았습니다. 세계 자동차 판매 1위인 폭스바겐이 '배터리 독립'을 선언했기 때문인데요. 폭스바겐은 그간 LG에너지솔루션과 SK이노베이션이 주력 생산하는 '파우치형' 배터리를 사용해 왔는데 앞으론 '각형'을 채택하겠다고 합니다.
폭스바겐은 지난 15일(현지시간) 첫 배터리데이 행사인 '파워 데이'(Power Day)를 통해 신규 통합 배터리 셀인 '유니파이드 셀'을 2023년부터 도입해 2030년에는 전체 전기차 모델의 80%에 탑재하겠다는 계획을 내놨습니다. 폭스바겐은 행사에서 "각형 배터리는 그룹이 향후 5년내 비약적 도약을 보일 것으로 전망하는 전고체 배터리로 전환하는 데 있어 최적의 조건"이라는 설명도 덧붙였습니다.
각형 배터리가 파우치형, 원통형 보다 '최적의 조건'인 이유가 뭘까요? 세계 자동차 판매 1위인 폭스바겐의 '선택'을 받은 각형이 파우치형, 원통형보다 우월한 점이 무엇일까요?
◆ 배터리셀 모양, 각형‧파우치형‧원통형...무엇이 다른가
현재 전기차에 들어가는 리튬이온 배터리는 각형, 파우치형, 원형 등 3가지 형태로 만들어집니다. 배터리 제조사들이 리튬이온 배터리에 들어가는 4대 소재인 양극재, 음극재, 분리막, 전해액을 넣고 만들지만 다른 형태로 공급합니다.
이번에 폭스바겐이 선택한 '각형 배터리'는 알루미늄 캔 모양으로 생겼는데요. 가장 쉽게 생각할 수 있는게 과거 휴대폰에 착탈식으로 쓰였던 배터리입니다. 최근에는 노트북에도 주로 사용됩니다. 국내 배터리 3사 가운데 삼성SDI가 주력으로 생산하고 있습니다.
각형은 원통형에 비해 얇고 금속 캔 형태로 파우치형과 비교해 내구성이 뛰어납니다. 최근에는 중국 배터리 업체인 CATL이 LFP(리튬인산철) 배터리를 생산해 테슬라에 납품하면서 업계의 주목을 받기도 했습니다. LFP는 가격이 저렴하고 화재 위험이 낮다는 장점이 부각됐습니다. 다만 캔을 사용해 상대적으로 무거워 연비, 주행거리 등에서 경쟁력이 낮다는 점이 지적됩니다.
LG에너지솔루션과 SK이노베이션은 '파우치형 배터리'를 주력으로 생산합니다. 현재 파우치형을 대량으로 생산할 수 있는 배터리 업체는 두 회사 뿐입니다.
파우치형 배터리는 얇은 알루미늄 호일에 배터리 구성물들이 싸여 있는 형태입니다. 금속으로 외관이 둘러싸인 각형, 원통형과 달리 연성이 있는 파우치로 만들어져 얇고 넓은 배터리를 만들 수 있습니다. 때문에 상대적으로 무게가 가볍고 가공이 습니다. 다양한 모양 구현이 가능해 전 세계 자동차 OEM들의 다양한 요구에 맞출 수 있습니다. 다만 각형과 원통형에 비해 생산 비용이 상대적으로 높다는 점은 단점입니다.
마지막으로 '원통형 배터리'는 흔히 주변에서 보는 건전지를 생각하면 됩니다. 가장 전통적인 방식의 배터리이자 전기차 전 세계 1위인 미국 테슬라가 사용하는 배터리로 알려져 있습니다.
원통형 배터리는 규격화된 사이즈를 가지고 있기 때문에 가격이 가장 싸고 안정성과 수급 문제가 없다는 것이 장점입니다. 하지만 배터리 셀 하나당 높은 에너지를 낼 수 없고 충방전을 자주하면 다른 형태의 배터리에 비해 성능이 저하될 수 있습니다.
◆ 세계 1위 전기차 시장 '중국'도 각형 배터리 사용
업계에서는 세 가지 배터리 형태 모두 장단점이 있어 우월을 말하기는 어렵고 완성차 업체별로 선호하는 배터리에 맞춰 공급하는 것이라고 입을 모읍니다.
다만 각 배터리별 단점을 보완하고 장점을 극대화하기 위한 기술 개발 경쟁이 갈수록 가열되는 분위기입니다.
시장조사기관 SNE리서치에 따르면 지난해 연간 탑재된 전기차(EV·PHEV) 배터리 사용량 기준으로 세 가지 타입 중 각형이 49.2%(70.8GWh)로 가장 높습니다. 그뒤로 파우치형 27.8%(40GWh), 원통형 23.0%(33.2GWh) 순입니다.
각형 배터리는 세계 1위 전기차 시장인 중국의 배터리 업체인 CATL과 BYD가 생산하는 영향이 큽니다. 삼성SDI도 각형입니다.
원통형은 테슬라가 주로 사용하고 일본 파나소닉과 LG에너지솔루션이 생산합니다. 그외 파우치형은 유럽, 미국 등에서 주로 사용되는데 LG에너지솔루션, SK이노베이션이 주 생산 배터리 업체입니다.
전년 대비 증가율을 살펴보면 유의미한 결과가 보입니다. 파우치형 배터리가 전년 대비 111.6%(18.9→40.0GWh)로 가장 큰 증가폭을 나타냈다는 겁니다. 반면 각형은 전년 대비 5.5%(67.1→70.8GWh), 원통형은 3.6%(32.0→33.2GWh) 증가하는데 그칩니다.
SNE는 "올해 유럽 전기차 시장이 성장세를 유지하고 중국과 미국 시장이 회복세를 이어갈 것으로 예상됨에 따라 세 유형 모두 탑재 규모 자체는 견조하게 늘어날 것"이라며 "점유율 규모는 각형, 파우치형, 원통형 순을 그대로 유지할 것이지만 지난해 보다는 변동폭이 다소 줄어들 것"이라고 전망합니다.
yunyun@newspim.com
