배터리셀은 전고체전지로의 전환만 남아…배터리 업계, 모듈에 주목
[매일일보 문수호 기자] 기술력으로 전세계 전기차 배터리 시장을 선도하고 있는 국내 배터리 업계가 자동차 업계의 대대적인 전기차 출시와 함께 업그레이드된 성능의 배터리를 선보일 계획이다.
27일 배터리 업계에 따르면 내년 출시되는 전기차 모델에는 3세대 전기차 배터리가 탑재된다. 배터리의 세대는 정확히 구분되지는 않지만, 업계에서는 편의상 성능에 따라 세대를 구분 짓고 있다. 3세대 배터리는 1회 충전에 500km 이상을 주행할 수 있는 성능을 가진 배터리를 통칭한다.
현재 판매되는 전기차의 1회 충전 주행거리는 대부분 400km 수준에 머물고 있다. 그러나 내년에 출시를 목표로 하는 전기차들은 대부분 3세대 배터리를 장착해 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있을 전망이다.
전기차의 변신은 전용 플랫폼 장착도 포함된다. 현대자동차를 비롯해 내년에는 본격적인 전기차 시대가 올 것으로 예상된다. 전용 플랫폼을 장착한 전기차가 늘어나면서 배터리 업계 역시 배터리 성능 향상에 총력을 다하고 있다.
현대차는 내년 출시되는 전기차에 최초로 자사 전용 전기차 플랫폼 E-GMP를 장착할 방침이다. 지난해 프랑크푸르트모터쇼에서 공개한 콘센트45를 기반으로 제작되며, 현대모비스 등 전기차 공장 역시 내년 출시에 맞춰 울산 공장 완공을 서두르고 있다.
3세대 배터리의 특징 중 하나는 모듈의 변화에 있다. 전기차 배터리 시스템은 ‘셀-모듈-팩-파워트레인’으로 구성되는데, 자동차의 심장 역할을 하는 엔진에 해당하는 배터리 팩은 모듈의 집합체이고 모듈은 배터리셀로 이뤄져 있다. 3세대 배터리는 배터리셀의 기본 성능도 좋아졌지만, 모듈 변화가 에너지 밀도 향상과 가격 경쟁력 제고에 큰 영향을 미쳤다.
최근 LG화학에서 개발하고 있는 배터리 모듈은 알루미늄 압출 타입(type)이 주를 이루고 있다. 이는 유럽의 완성차 업체들이 모노프레임 타입의 알루미늄 압출 제품을 선호하고 있기 때문으로 알려졌다. 다만 3세대 배터리의 경우 모듈 소재가 플라스틱 사출이 사용되는 경우가 늘어날 전망이다. 내년 국내에 출시될 전기차에도 사출 타입의 모듈이 적용될 예정이다.
모듈의 변화는 내부 배터리셀의 장착 개수와도 관련이 있다. 최근 배터리 업계는 배터리셀 대형화를 통해 성능향상을 꾀하고 있다. 초장폭 배터리셀이 개발되면서 에너지 밀도가 높아지고 가격 경쟁력도 향상됐다.
SK이노베이션에 따르면 초기 모듈에는 18개의 배터리셀이 장착됐는데 12개의 배터리셀이 들어가면서 성능이 4.8% 향상됐으며, 4개의 배터리셀이 들어간 모듈은 성능이 15.3% 개선됐다.
차세대 배터리로 불리는 전고체전지의 경우 배터리셀의 변화에 초점이 맞춰져 있다. 이는 배터리의 근본적 변화를 뜻한다. 다만 전고체전지의 기술 수준은 여전히 풀어야 할 과제가 많다. 업계에선 상용화는 아무리 빨라도 2025년 이후가 될 것으로 본다.
개발에 따른 감가상각비 문제와 규모의 경제가 되지 않아 고가 판매를 피하기도 어렵다. 이 때문에 리튬이온전지와 경쟁이 되려면 2030년은 돼야 한다는 게 업계 전문가의 설명이다. 개발되더라도 상당 기간 리튬이온전지와 병행될 수밖에 없다.
업계 관계자는 “배터리셀의 근본적 성능 개선은 전고체전지로의 전환만을 남겨 놓고 있다”며 “배터리 업체들이 모듈 부분에 집중하고 있는 이유”라고 말했다.
