LG에너지솔루션과 현대차그룹의 미국 전기차 배터리 합작사가 'Z-스태킹' 공법 도입을 검토 중이다. 이르면 내달 중 기술 방식을 결정할 것으로 5일 알려졌다. 앞서 양사의 첫 번째 배터리 합작사인 HLI그린파워(인도네시아)도 Z-스태킹을 적용한 바 있다.
LG에너지솔루션은 Z-스태킹 외에도 '싱글 라미네이션', '다이렉트 스태킹' 등 다양한 조립공정 기술 개발도 진행했었다. 다만 대규모 양산에 적용된 사례는 Z-스태킹이 대표적 공법으로 꼽힌다.
스태킹(Stacking)은 양극, 음극, 분리막 등 배터리 소재를 계단처럼 층층이 쌓는 공정이다. 배터리 형태를 만드는 조립공정의 일부다. Z-스태킹은 양극·음극을 낱장으로 재단 후 분리막과 번갈아 쌓는 방식을 말한다. 분리막이 알파벳 'Z'자 모양으로 접히기 때문에 Z-스태킹으로 부른다.
그간 LG에너지솔루션은 배터리 양‧음극과 분리막을 먼저 붙이는 라미네이션 이후 배터리 소재를 적층하는 '라미네이션&스태킹(L&S:Lamination&Stacking)' 기술을 활용했다. 자체 배터리 공장과 제너럴모터스(GM)와의 배터리 합작사 얼티엄셀즈가 대상이었다.
분위기가 달라진 건 2021년부터다. 현대차그룹이 L&S 대신 Z-스태킹을 도입하기로 결정했기 때문이었다. LG에너지솔루션은 L&S를 적극 권유했으나, 현대차그룹이 Z-스태킹 도입 의지가 워낙 강했다는 후문이다.
LG에너지솔루션이 사용하는 Z-스태킹의 내부 기술명은 어드밴스드 Z-스태킹(AZS)이다. 보통 '아지스'라고 부른다. Z-스태킹의 단점으로 꼽힌 공정 속도를 개선한 것이 특징이다.
L&S와 Z-스태킹은 각자 장‧단점이 있다. L&S는 Z-스태킹 대비 생산성이 높고, 배터리 내부 공간 효율을 극대화해 용량을 더 키울 수 있다. 그러나 라미네이션 과정에서 분리막 정렬이 어긋나는 등 공정 관리 요소가 크다. 최근 이러 문제를 해결한 어드밴스드 L&S(ALS)도 개발된 상태다. 아지스와 마찬가지로 내부 기술명인 '알스'로 부른다.
AZS 장비 협력사로는 나인테크가 꼽힌다. 이 회사는 LG에너지솔루션에 L&S와 ALS 중심의 장비를 공급한 바 있다. AZS 장비까지 공급할 경우 배터리 조립공정 장비 사업이 한층 탄력을 받을 수 있다. LG에너지솔루션은 AZS의 기술적 완성도를 높이기 위해 지난해부터 별도의 조직을 운용 중이다. 현재 김기태 상무가 조직을 이끌고 있다.
한 관계자는 "그간 전기차용 배터리 기술은 배터리 셀 기업이 주도해왔으나, 완성차 기업의 배터리 연구‧개발(R&D)이 활발해지면서 (원하는 기술 도입을 위한) 목소리가 커지는 추세"라고 말했다.
디일렉=이수환 기자 [email protected] 《반도체·디스플레이·배터리·자동차전장·ICT부품 분야 전문미디어 디일렉》
전자부품 전문미디어 디일렉이 오는 6월 14일 '배터리 불량 0%에 도전하다, 검사장비‧솔루션의 모든 것' 웨비나를 통해 배터리 검사와 진단에 필요한 기술적 방식을 살펴보는 시간을 마련했습니다. 2023년은 배터리 시장이 본격적인 성장 궤도에 오르는 시기입니다. 후방산업의 시장과 기술 통찰력을 제공하는 이번 행사에 많은 관심 부탁드립니다.
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– 일시 : 2023년 6월 14일(수) 14:00~16:20
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