LG에너지솔루션이 차세대 원통형 배터리 개발을 위한 전담 조직을 꾸렸다. 지름 46㎜, 높이 80㎜(4680) 규격을 기본으로 다양한 파생 제품을 개발하려는 목적이다. 4680은 흔히 '테슬라표 배터리'로 불리는 제품이다. 

LG에너지솔루션은 지난해부터 오창 에너지플랜트에 '뉴 폼팩터'(NFF:New Form Factor) 태스크를 구성했다. 류덕현 상무가 NFF장을 맡았다. NFF는 소형 배터리‧개발센터장 직속으로 노세원 전무가 차세대 원통형 배터리 생산 라인 구축과 기술 개발 등을 진두지휘한다. 현재 200여명이 오창 에너지플랜트와 붙어 있는 일본 도레이 건물에 모여 근무 중이다. 이곳은 별도의 이중 출입절차를 거쳐야 진입할 수 있는 등 보안이 삼엄한 것으로 알려졌다.

LG에너지솔루션은 오창 에너지플랜트에 지난해 6월부터 5800억원을 투자해 차세대 원통형 배터리 신규 폼팩터 마더 라인을 건설 중이다. 차세대 설계 및 공정 기술이 적용된 제품의 단순 시험 생산뿐 아니라 양산성 검증까지 가능하도록 했다.

4680 배터리는 아직 제대로 양산이 이뤄지지 않고 있다. 테슬라가 프리몬트와 오스틴 공장에서 소량 생산 중이지만, 성능과 품질이 만족스럽지 못한 수준으로 알려졌다. 미국 환경보호국(EPA)이 발표한 테슬라 모델Y의 주행 테스트 결과, 모델Y에 탑재된 4680 배터리의 에너지 밀도가 테슬라가 일반적으로 사용한 2170(지름 21㎜, 높이 70㎜) 배터리보다 13% 낮은 Kg당 299와트아워(Wh)에 그친 것으로 나타났다. 4680 배터리는 2170 배터리보다 에너지 용량은 5배, 출력은 6배, 전기차 주행거리는 16~20% 높일 수 있다고 알려져왔다.

LG에너지솔루션은 4680을 포함해 4695(지름 46㎜, 높이 95㎜) 배터리도 개발 중인 것으로 전해졌다. 그간 지름(46㎜)을 유지면서 높이만 조절해 배터리를 만들 것이라는 이야기는 전해졌지만, 구체 사양이 외부로 알려진 것은 이번이 처음이다. 4680에서 높이를 조정해 개발과 양산 일정을 앞당기려는 것으로 풀이된다. 완성차 업체의 다양한 요구도 받아들여진 것으로 보인다.

LG에너지솔루션은 이와 함께 NFF에서 차세대 원통형 배터리 양산의 핵심장비로 꼽히는 와인더(권취기) 분석과 성능 개선 작업도 진행 중이다. 양극, 음극, 분리막을 돌돌말은 배터리 소재 조합물인 젤리롤(Jelly roll)을 만들어 주는 장비다. 폭과 높이가 길어진 젤리롤을 일정한 힘으로 말면서 어긋나지 않게 말아야 하는 것은 고난도 작업이다.

NFF는 최근 국내 코엠과 중국 잉허커지 와인더를 들여와 리버스 엔지니어링(제품을 분해 기술적 원리를 이해하는 작업)도 진행된 것으로 알려졌다. 일본 아즈빌이 만든 고정밀도 위치 계측센서 등 공용 부품도 확인했다.

배터리 업계 관계자는 "파나소닉이 4680 배터리 양산에 어려움을 겪고 있고 다양한 버전의 차세대 원통형 배터리로 돌파구를 마련하려는 것으로 보인다"고 말했다.

디일렉=이수환 기자 shulee@bestwatersport.com
《반도체·디스플레이·배터리·자동차전장·ICT부품 분야 전문미디어 디일렉》

전자부품 전문미디어 《디일렉》은 오는 5월 31일 '열관리 신소재·신기술 콘퍼런스' 세미나를 통해 전기차 화재와 열폭주 방지하는 신기술과 신소재를 살펴보는 시간을 마련했습니다.

LG화학이 배터리 안정성을 높일 고성능 방열 소재를 주제로 발표합니다. LG화학은 LG에너지솔루션에 우레탄계 갭 필러를 공급하는 것으로 알려져 있습니다. 헨켈은 배터리 파워유닛 방열 소재로 전기차 안정성을 높일 수 있는 방법을 소개합니다. 코모텍은 실리콘계 방열 소재를 양산하는 기업입니다.

배터리 열관리 소재로 상장한 나노팀도 참여합니다. 나노팀은 올해 3월 코스닥에 상장하면서 '따상(시초가를 공모가의 2배에 형성한 후 상한가)'을 기록해 업계의 배터리 열관리 소재 관심이 높다는 것을 증명했습니다. 전기차 판매가 늘어날수록 열폭주에 대한 우려를 낮추기 위해 열관리 소재의 필요성이 커지고 있기 때문입니다.

자체 BMS 설계와 생산 기술을 갖춘 미섬시스텍은 'BMS의 기능안전 설계'를 주제로 강연합니다. 블루캡캔은 각형, 원통형 배터리의 안정성을 높일 캔 소재를 소개합니다.

전기차 안정성 향상과 배터리 열폭주 방지를 위한 하드웨어부터 소프트웨어까지 한 자리에서 살펴볼 수 있는 유일한 세미나입니다. 많은 관심과 참여 부탁드립니다.

◈ 행사 개요

– 행사명 : 차세대 배터리 열관리 신소재 신기술 콘퍼런스
– 주최 및 주관 : 디일렉 / 와이일렉
– 일시 : 2023년 5월 31일(수) 14:00~18:00
– 장소 : 디일렉 5층 콘퍼런스룸(서울시 강남구 논현로 515 아승빌딩, 5층)
– 참가비용 : 25만원(부가세 포함)
- 참가 문의 : 와이일렉 (02)2658-4707 

◈ 세부 일정