각형-파우치-원통형 중 대세는 무엇?...끝나지 않은 배터리 폼팩터 삼국지
배터리 폼팩터 비중 2022년 각형 55%, 파우치형 26%, 원통형 19%
2030년 비중은 각형 43%, 파우치형 41%, 원통형 26% 전망
안전성, 보급형 전기차 관심에 원통형 비중 높아져
2024-04-26 이민조 기자
전기차 대중화는 배터리 시장의 폭발적 성장을 이끌었다. 그간 나온 주요 배터리 형태는 크게 세 가지다. 각형, 파우치형, 원통형이다. 각각의 폼팩터가 갖는 장단점이 있다. 최근엔 서로 다른 형태의 배터리를 병행 탑재 혹은 양산하는 추세도 늘고 있다.
3가지 형태의 배터리 가운데 현 시점에서 가장 많이 쓰이는 배터리는 각형이다. 전체 배터리 점유율 중 50%를 넘는다. 그러나 2022년 테슬라가 신규 배터리 폼팩터 4680 원통형 배터리를 채택한 것을 기점으로 원통형 배터리 비중도 점점 늘어나고 있다. 테슬라에 이어 BMW, 스텔란티스, GM 등도 46시리즈 원통형 배터리 사용에 나서고 있어서다. 국내 배터리 3사도 모두원통형 배터리 양산을 준비하고 있다. 파우치형 배터리 비중도 꾸준하다.
그럼 앞으로 3가지 형태 배터리 중 대세는 어떤 게 될까. 업계에선 치열한 3파전이 당분간 지속될 것으로 전망한다.
26일 시장조사업체 SNE리서치에 따르면 각형, 파우치형, 원통형 배터리의 글로벌 시장 점유율은 최근 수년간 조금씩 바뀌는 추세다. 지난 2022년에는 각형이 55%로 과반 이상을 차지했다. 다음으로 파우치형 26%, 원통형 19% 등의 순이었다.
이후 전기차 배터리 트렌드는 ‘주행 거리’, ‘안전성’, ‘저렴한 가격’ 등에 따라 변화했다. 올해의 경우 각형 51%, 파우치형 29%, 원통형 20% 등으로 각형 비중이 소폭 하락한 반면 파우치형과 원통형 비중이 늘었다.
SNE리서치는 오는 2030년에는 각형 43%, 파우치형 31%, 원통형 26% 등으로 비중이 변화할 것으로 전망했다. 2022년과 비교했을 때 각형 비중이 줄어드는 대신 원통형 비중이 상대적으로 높아지는 흐름이 될 것이란 예측이다.
이와 관련, 배터리 폼팩터는 각형, 원통형, 파우치형 등으로 나뉜다. 전기차 제조사들은 주행 거리 우선에서 전기차 보급, 안전으로 판매 전략을 변화했다. 이에 따라 폼팩터 선호도가 빠르게 달라지고 있다. 주행 거리를 중요시 여겨 차량을 생산할 때는 각형과 파우치형을 주로 사용했다.
특히, 각형은 상대적으로 배터리 무게가 무거움에도 외부 충격에 강하고 열 방출에 효율적이라는 점에서 전기차에 많이 탑재됐다. BMW, 벤츠 등이 각형 배터리를 자주 사용한다.
파우치형은 상대적으로 가볍고 에너지 밀도가 높다는 점에서 주목받았다. 다양한 디자인이 가능하다는 장점이 있으나 최근에는 ‘안전성’을 문제로 파우치형 배터리 선호도가 낮아지고 있다. 파우치형 배터리는 얇고 가벼운 만큼 외부 충격에 약해 화재 위험성이 높다. 이에 파우치형 배터리를 채택하던 볼보, 르노 등은 최근 각형으로 전환을 고려하고 있다.
원통형 배터리는 테슬라로 인해 뜨거운 관심을 받기 시작했다. 지난 2022년 테슬라는 신규 폼팩터로 4680 원통형 배터리를 꼽았다.
다만, 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있었는데 이는 사이즈를 통해 보완했다. 테슬라는 파나소닉과 함께 기존 18650, 21700 등의 크기에서 지름은 46mm 높이는 80mm인 신규 원통형 배터리 폼팩터를 개발하며 배터리 폼팩터 개발 흐름을 바꿨다. 또한, 원통형 배터리는 생산단가가 저렴하다는 점에서 전기차 보급화에 도움이 됐다.
이러한 추세 속에서 국내 3사는 고객사의 요구에 맞게 폼팩터 다변화 전략을 펼치고 있다. LG에너지솔루션은 파우치형과 원통형을, 삼성SDI는 각형에 원통형에 집중하고 있다. 파우치형에 자신감을 보이던 SK온도 각형, 원통형까지 모든 유형의 배터리 개발에 나서고 있다.
디일렉=이민조 기자 lmj2@bestwatersport.com
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