양극재‧음극재‧분리막 모두 개선해야
LG에너지솔루션이 지름 46㎜, 높이 80㎜(4680) 규격 원통형 배터리에 차세대 소재를 모두 접목한다. 양극재, 음극재, 분리막을 기존보다 개선된 '어드밴스드(Advanced)' 기술을 활용하는 게 핵심이다. 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 하이니켈 양극재와 단결정 기술, 산화물(옥사이드) 계열 실리콘 음극재, 내열성을 강화한 실리콘 코팅 분리막이 한꺼번에 적용될 것으로 보인다.
LG에너지솔루션은 14일(현지시간) 독일 뮌헨에서 개막한 인터배터리 유럽 '더배터리컨퍼런스'에서 차세대 원통형 배터리 콘셉트를 소개했다.
이 자리에서 노세원 소형 배터리‧개발센터장(전무)은 "전기차에서 요구하는 주행거리 연장, 가격, 급속충전 성능을 모두 만족시킬 수 있는 원통형 배터리를 개발하고 있다"며 "설계에서도 캔(CAN) 두께가 얇아졌기 때문에 강도와 방열 성능을 만족시키면서 벌집구조(허니컴)로 구조적 안정성도 높일 수 있다"고 말했다.
허니컴 구조는 특정 배터리 셀에서 열폭주가 발생하면, 주변 배터리 셀로 번지지 않도록 설계한 것을 말한다. 열폭주가 발생하면 가스가 벤트를 통해 위로만 방출될 수 있도록 했다. 자체 테스트 결과 배터리 셀 옆면에 손상이 발생하지 않았다. 열전달로 인한 열폭주를 사전에 차단할 수 있다는 의미다.
LG에너지솔루션은 4680 배터리 개발을 위해 오창 에너지플랜트에 '뉴 폼팩터'(NFF:New Form Factor) 태스크를 구성했다. 4680을 포함해 4695(지름 46㎜, 높이 95㎜) 배터리도 개발 중이다.
NFF에서 차세대 원통형 배터리 양산의 핵심장비로 꼽히는 와인더(권취기) 분석과 성능 개선 작업도 병행하고 있다. 양극, 음극, 분리막을 돌돌말은 배터리 소재 조합물인 젤리롤(Jelly roll)을 만들어 주는 장비다.
LG에너지솔루션은 오창 에너지플랜트에 지난해 6월부터 5800억원을 투자해 차세대 원통형 배터리 신규 폼팩터 마더 라인이 준비 중이다. 차세대 설계 및 공정 기술이 적용된 제품의 단순 시험 생산뿐 아니라 양산성 검증까지 가능하다.
디일렉=이수환 기자 [email protected]
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어차피 공정도 비슷하고...