각형 배터리 대격돌···LG엔솔·SK온 참전

[2022 배터리 전쟁③]

LG엔솔·SK온, 각형 배터리 생산 추진

완성차 요구에 삼성SDI 주력시장 진입

각형은 내구성·파우치형은 고밀도 장점

탑재량 각형 우세 속에 파우치형 강세

전기차 배터리 유형별 특징 및 장단점. 그래픽=박혜수 기자

삼성SDI가 주력해 온 전기차용 각형 배터리 시장에 LG에너지솔루션과 SK온이 뛰어들면서 국내 배터리 3사가 격돌했다.

전기차 시장이 급성장하면서 글로벌 완성차 업체들의 요구도 다양해지는 가운데 배터리 업체들은 각형, 원통형, 파우치형 등 맞춤형 라인업을 갖춰 시장을 공략할 방침이다.

◇LG엔솔·SK온, 각형 배터리 생산 추진 = 업계에 따르면 LG에너지솔루션과 SK온은 전기차용 각형 배터리를 개발 중이거나 생산을 검토 중이다.

그동안 국내 배터리 3사 중 전기차용 각형 배터리를 생산하는 곳은 삼성SDI가 유일했다. 삼성SDI는 각형과 원통형 배터리를 생산하고 있다.

LG에너지솔루션은 원통형과 파우치형 배터리를, SK온은 파우치형 배터리를 생산해왔다.

이에 따라 각형 배터리 시장에서 국내 배터리 업체간 경쟁은 물론, 각형 배터리를 주력으로 생산하는 세계 1위 중국 CATL과의 경쟁도 불가피해졌다.

LG에너지솔루션과 SK온이 각형 배터리 시장에 뛰어든 것은 글로벌 완성차 업체의 다양한 요구에 대응하기 위한 것이다.

실제 세계 최대 완성차 업체 중 하나인 폭스바겐은 지난해 3월 ‘파워데이’ 행사에서 오는 2030년까지 산하 브랜드에서 생산되는 전체 전기차의 80%에 각형 배터리를 탑재하겠다고 밝힌 바 있다.

폭스바겐은 이후 당초 계획한 각형 탑재 비율을 낮추고 파우치형 비중을 확대하겠다며 LG에너지솔루션과 SK온에 각형 배터리 생산 의사를 타진한 것으로 전해졌다.

LG에너지솔루션의 경우 이미 소형 각형 배터리 생산 기술을 확보하고 있어 이를 전기차용 중대형 배터리에 적용하는 방안을 검토 중인 것으로 알려졌다.

LG에너지솔루션이 전기차용 각형 배터리 양산에 성공할 경우 3개 유형의 배터리를 모두 생산하는 유일한 회사가 된다.

◇각형 ‘내구성’ vs 파우치형 ‘고밀도’ = 전기차 배터리는 양극재와 음극재, 분리막, 전해액(전해질) 등으로 구성됐다. 이러한 구성 요소를 담는 형태에 따라 각형, 원통형, 파우치형 등 3개 유형으로 나뉜다.

각형 배터리는 납작하고 각지 상자 모양으로, 알루미늄 캔으로 둘러싸여 외부 충격에 강하고 내구성이 뛰어나다.

그러나 에너지 밀도가 상대적으로 낮고 내부 공간 활용 측면에서도 불리하다. 알리미늄 캔을 사용하기 때문에 무겁고, 제조 공정도 상대적으로 복잡하다.

원통형 배터리는 일상생활에서 흔히 사용하는 건전지와 비슷한 금속 원기둥 모양으로, 외관이 견고하다. 가장 전통적인 형태로 사이즈가 규격화돼 있어 생산 비용이 저렴하고 안정적 수급이 가능하다.

하지만 부피당 에너지도 밀도가 높은 반면, 다른 형태에 비해 용량은 상대적으로 작아 전기차에 장착하려면 여러 개의 배터리를 하나로 묶어야 한다. 배터리 개별 가격은 저렴하지만, 전기차 배터리로 만들기 위한 배터리 시스템 구축 비용이 많이 든다는 점이 단점이다.

파우치형 배터리는 주머니와 비슷한 형태로, 필름 주머니에 배터리를 담았다고 생각하면 이해하기 쉽다. 다른 배터리와 달리 와인딩(Winding) 형태의 젤리롤을 사용하지 않고 소재를 층층이 쌓아 올려 에너지 밀도가 높고 주행거리가 길다.

외관이 단단하지 않아 다양한 사이즈와 모양으로 제작할 수 있지만, 모듈이나 팩으로 만들 때 단단하지 않은 케이스를 커버할 수 있는 기술이 필요하다.

◇각형 우세·파우치형 강세에 라인업 확대 = 세계 전기차 배터리 시장은 각형 배터리가 절반가량을 차지한 가운데 파우치형 배터리의 비중이 점점 확대되는 양상이다.

에너지 전문 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 2020년 전기차 배터리 유형별 탑재량 비중은 각형이 49.2%로 가장 높았고 파우치형(27.8%), 원통형(23%)이 뒤를 이었다.

각형 배터리는 2018년 56.6%, 2019년 56.8%에 비해 비중이 축소됐지만, 여전히 가장 큰 비중을 차지했다.

파우치형 배터리 비중은 2018년 14.4%에서 2배가량 확대돼 처음으로 원통형 배터리 비중을 넘어섰다.

이 같은 추세와 완성차 업체의 요구 등에 따라 국내 배터리 3사는 형태별 배터리 라인업을 확대할 전망이다.

권영수 LG에너지솔루션 부회장은 지난 10일 기업공개(IPO) 관련 온라인 기자간담회에서 “LG에너지솔루션은 소형부터 대형까지 원통형, 각형, 파우치형 등 다양한 플랫폼을 보유하고 있어 고객이 요구하는 가격대와 성능을 충족시킬 수 있는 역량을 가진 기업”이라며 자신감을 나타냈다.