현대자동차가 모든 차량에 중국 CATL 배터리 탑재를 최근까지 검토한 것으로 뒤늦게 알려졌다. 양사는 내연기관차, 전기차에 모두 사용되는 납배터리(납축전지)를 대체할 리튬이온 배터리 공급을 논의했다. 구체적인 규격과 사양도 정해졌다. 차세대 리튬인산철(LFP) 원통형 배터리가 대상이었다. 하지만 공급가를 두고 양사가 평행선을 달리며 협상에 진전을 이루지 못했다.

CATL은 현대차에 4680(지름 46㎜, 높이 80㎜) 규격을 활용한 원통형 리튬인산철 배터리를 제안했다. 납배터리 용량에 맞추기 위해 지름은 46㎜를 유지하면서 높이를 100㎜ 이상으로 키운 제품이다. 셀 하나에 3.2V라고 가정했을 때 4개를 모듈로 묶어 사용하면 된다. 납배터리와 비교해 무게와 부피가 절반 이하다. 전기차 무게를 줄일 수 있다. 연비를 크게 개선할 수 있다.

현재 내연기관차, 전기차는 모두 납배터리를 쓴다. 테슬라 모델3를 비롯해 현대차 아이오닉5과 같이 전기차 전용 플랫폼을 사용한 차량도 마찬가지다. 많은 양의 배터리를 사용하는 전기차까지 납배터리를 따로 장착하는 이유는 비용과 안전 때문이다. 기본적인 부품은 내연기관차와 공유한다.

예컨대 도어록이나 선루프를 작동시키는 등의 작은 부품들은 내연기관차의 12볼트(V) 배터리에 최적화되어 있다. 전기차를 움직이기 위한 배터리는 고전압이라 구동용 모터 외 다른 부품에 사용하려면 인버터와 같은 부품을 따로 써야 한다. 배터리가 완전히 방전됐을 때를 대비해 전기차를 조작할 수 있는 최소한의 전력을 공급하는 용도로도 활용된다.

그간 현대차는 다양한 형태로 납배터리 대체 방안을 고민했다. 애프터마켓 블랙박스를 대체할 빌트인캠 장착 시 배터리를 옵션으로 제공하기도 했다. LG에너지솔루션 배터리 셀을 세방전지가 모듈‧팩으로 만들어 전장부품 업체인 유라코퍼레이션에 공급, 최종적으로 현대차에 탑재되는 형태였다. 소비자 옵션가격이 34만7000원에 달한다. 비슷한 사양의 리튬인산철로 대체하면 10만원 내외다.

갈수록 강화되는 환경 규제로 납배터리 사용이 어려울 수 있다는 점에서 현대차와 CATL은 협상 여지가 남아있다. 유럽연합(EU)은 2030년 이후 판매되는 신차에 납배터리 사용을 금지하는 법안을 마련 중이다.

업계 관계자는 "현대차와 CATL은 리튬인산철 배터리 공급 협상은 당장 쉽지 않고 내년에나 진행될 수 있을 것"이라며 "기존 납배터리 시장 규모가 상당했기 때문에 국내 관련 업체들도 리튬인산철 배터리를 활용한 신규 사업도 준비하고 있다"고 말했다.

배터리 생산 수율을 높이는 마법의 지팡이 콘퍼런스 : 7월 27일 웨비나 안내

전기차 시장이 급성장하고 있습니다. 그러나 교통사고나 충전 시 간헐적으로 발생하는 화재로 불안감도 적지 않습니다. 교통사고처럼 외부 충격으로 나타나는 화재는 어쩔 수 없는 일이지만, 충전이나 주행중에 문제가 생길 수도 있습니다. 이는 전기차는 물론 배터리 업계에 상당한 부담입니다.

배터리 화재는 정확한 원인을 알아내기 어렵습니다. 사고가 나면 배터리 셀이 완전히 타버리고, 원인 파악을 위해 분해를 하는 순간 분리막이 손상됩니다. 과거 정부에서 에너지저장장치(ESS) 화재 사고의 원인을 섣불리 배터리로 지목한 것도 분리막 손상이 결정적이었습니다. 분리막은 배터리 충‧방전 과정에서 자연스럽게 열화(劣化)가 나타나기 때문입니다.

배터리 생산 안정화도 과제입니다. 전 세계 배터리 업체들이 공격적으로 투자에 나서고 있으나 수율은 그다지 높지 않다는 게 업계 전문가들의 공통된 평가입니다. 수율이 낮으면 그만큼 불량이 많이 발생하고, 손익분기점 달성이 어렵습니다.

이런 문제를 해결하기 위해 주요 배터리 업체들은 검사‧진단 기술에 적극적으로 투자하고 있습니다. 국내 배터리 업계 1위는 LG에너지솔루션은 얼마전부터 검사장비 TF를 구성, 배터리 수율과 안정성 확보에 나선 상황입니다. SK온도 신형 검사장비를 미국 조지아 공장부터 적용하기 시작했습니다. ESS 화재 이후 검사장비의 양과 질을 늘린 삼성SDI는 이 업계 선구자로 꼽힙니다.

유망사업으로 꼽히는 폐배터리 재활용에서도 검사장비는 필수적입니다. 배터리 상태를 정확하고 빠르게 진단해야 합니다. 배터리를 완전히 방전시키는 기술이 핵심입니다. 배터리 생산과 마찬가지로 수율이 제대로 나와야 사업성이 높습니다.

배터리 검사‧진단은 비파괴 방식을 주로 사용합니다. 비전, 엑스레이가 대표적입니다. 많은 양의 영상 데이터를 처리할 수 있는 인공지능(AI)과 알고리즘 기술이 뒷받침되어야 합니다. 배터리 셀뿐 아니라 모듈과 팩 단위에서의 검사‧진단 기술도 중요합니다. 배터리는 사용 분야에 따라 사양이 제각각입니다. 전기자전거와 전기차용 모듈‧팩 장비에 차이가 있을 수밖에 없습니다. 배터리 셀 숫자뿐 아니라 전압과 용량 등이 모두 다릅니다.

검사‧진단 기술로 배터리 시장의 가치를 높이고 차별화를 꾀할 수 있는 기회를 마련하시기 바랍니다. 전자부품 전문 미디어 디일렉이 기획 주관한 차별화된 콘퍼런스입니다. 새로운 정보로 새로운 사업 기회를 잡으시기 바랍니다. 많은 관심 부탁드립니다.

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◆ 행사개요

– 행사명 : 배터리 생산 수율을 높이는 마법의 지팡이 콘퍼런스
– 주최 및 주관 : 디일렉 / YELEC
– 일시 : 2022년 07월 27일(수) 13:30~17:30
– 장소 : 디일렉 5층 콘퍼런스 룸(서울시 강남구 논현로 515 아승빌딩, 5층)
– 참가비용 : 220,000원(부가세 포함)
– 규모 : 선착순 50명

◆ 프로그램 구성

이수환 전문기자 다른기사 보기