폭스 바겐은 ‘스퀘어’이고 테슬라는 ‘원통형’… 전기 자동차의 ‘배터리 표준’경쟁

입력 2021.03.18 16:07 | 고침 2021.03.18 16:19

폭스 바겐은 ‘스퀘어 배터리’를 전기차와 ‘파우치 형 배터리’를 생산하는 LG 에너지 솔루션으로 확대하겠다고 밝혔다. SK 이노베이션 (096770)이것이 맞을 것이라는 분석이 나옵니다. 전기 차용 배터리는 정사각형, 원통형, 파우치 형 배터리로 나뉘지만 선호하는 배터리는 자동차 제조사마다 다릅니다. LG 에너지 솔루션과 SK 이노베이션에서 파우치 형 배터리를 공급해온 폭스 바겐은 갑자기 경로를 바꾸고 각형 배터리를 선택했다.

18 일 시장 조사 기관 SNE 리서치에 따르면 지난해 전기차 배터리 시장 점유율은 정사각형 (49 %), 파우치 형 (27.8 %), 원통형 (23 %) 순이었다. 폭스 바겐이 선택한 직사각형 배터리는 사각형 캔 모양이며 배터리를 감싸는 알루미늄 금속 외장 덕분에 파우치 형 배터리보다 외부 충격에 더 강하고 내구성과 안전성이 더 뛰어납니다. 중국 CATL, BYD 및 삼성 SDI (006400)등에서는 각형 전지를 생산하고 있습니다.

업계 분석가들은 폭스 바겐이 중국 배터리 제조업체가 주력하고있는 각형 배터리를 도입하여 비용을 절감하고 회사 매출의 약 40 %를 차지하는 중국 시장을 공략하기로 결정했다고 말합니다. 배터리는 전기차 생산비의 약 30 %를 차지하는 핵심 부품이며, 전기차 시장 성장을 위해서는 배터리 가격을 인하해야합니다. 각형 전지는 파우치 형에 비해 제조 공정이 간단하여 양산시 원가 절감이 가능합니다. 그러나 금속성 외관으로 인해 무겁고 열 발산이 어렵 기 때문에 냉각 장치를 부착해야합니다.

LG 에너지 솔루션과 SK 이노베이션이 주력하고있는 파우치 형 배터리는 얇은 비닐 주머니에 넣어 다양한 크기와 모양으로 만들 수있다. 배터리 소재를 층별로 쌓아서 만들어지기 때문에 소재를 말아서 캔에 넣는 각형 배터리보다 공간을 더 촘촘하게 사용할 수있어 에너지 밀도가 높다. 완성차 입장에서는 차량별로 맞춤형 배터리를 주문할 수 있지만 고정 된 디자인이 없어 표준화가 쉽지 않아 생산비가 높다. 유휴 공간이 적기 때문에 열 관리도 어렵습니다.

테슬라가 주장하는 원통형 배터리는 가장 오래된 배터리 기술입니다. 과거에는 휴대폰, 노트북 등 전자 기기에 사용되었지만 테슬라는 전기 차용으로 선택해 범위를 확장했다. 원통형 전지는 표준화 된 크기로 양산 할 수있는 장점이있어 비용 부담이 가장 적다. 그러나 단점은 원통형의 특성상 공간 활용도가 높지 않다는 점이다. 일본의 Panasonic과 LG Energy Solutions는 주요 제조업체입니다.

글로벌 자동차 제조업체 중 BMW, Benz와 같은 독일 회사는 각형 배터리를 사용하며 현대 자동차 (005380)· 기아 (기아 자동차 (000270)), GM, Ford 등이 파우치 형을 사용하고있다. Tesla는 실린더를 선호합니다.

폭스 바겐이 각형 배터리를 선택한 경우 업계는 배터리 제조업체 간의 기술 개발 경쟁을 심화시킬 것으로 예상됩니다. 실제 배터리 제조사가 주력하고있는 각형, 원통형, 파우치 형 배터리의 단점을 보완하고 비용을 낮추려는 시도가 진행되고있다.

최근 CATL은 ‘Cell-to-Pack 기술’을 개발하여 배터리 공간 활용률을 약 20 % 향상 시켰습니다. 배터리는 셀이 모인 모듈과 모듈이 모인 팩으로 구성됩니다. Cell-to-Pack은 모듈을 건너 뛰고 셀에서 팩으로 직접 연결하는 설계 기술입니다. 모듈을 제거하고 더 많은 공간을 확보함으로써 부품 수를 줄여 에너지 밀도를 높이고 비용을 절감 할 수 있으므로 파우치 형 배터리와의 경쟁에서 우위를 점할 수 있습니다.

테슬라는 지난해 9 월 ‘배터리 데이’에서 차세대 ‘4680 배터리’를 선보일 때 원통형 배터리를 미래 표준으로 채택 할 것이라고 밝혔다. 기존 2170 (직경 21mm, 높이 70mm) 소형 원통형 배터리의 크기를 늘려 연비 등 성능을 획기적으로 향상시킬 계획이다. LG 에너지 솔루션, SK 이노베이션 등 국내 배터리 업체들도 기존 파우치 형 배터리의 니켈 함량을 늘려 에너지 밀도와 안전성을 높이는 방향으로 기술 개발을 계속하고있다.

배터리 업계 관계자는 “현재 어떤 배터리가 주력으로 떠오를 지 결정할 수 없다”고 말했다. 로이터 통신은 “전기차 시장이 성장하고 관련 기술의 변화 속도가 가속화됨에 따라 우리 자신의 배터리가 언젠가 우선 순위를 잃을 수도 있다는 위기감이 배터리 산업에 커지고있다”고 말했다.