‘LG화학? CATL?’ 테슬라 배터리데이 신스틸러는 누가될까?
‘LG화학? CATL?’ 테슬라 배터리데이 신스틸러는 누가될까?
  • 박상우 기자
  • 승인 2020.09.22 15:55
  • 댓글 0
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테슬라 배터리데이가 하루 앞으로 다가왔다.

[M오토데일리 박상우 기자] 테슬라의 배터리데이가 하루 앞으로 다가왔다. 테슬라는 이번 배터리데이에서 혁신적인 배터리 기술들을 선보일 예정이다.

그러나 초미의 관심사는 어느 배터리업체가 배터리데이의 신스틸러(명품 조연) 역할을 할 것이냐다. 유력 후보로는 한국의 LG화학, 중국의 CATL, 일본의 파나소닉이 거론되고 있다.

현재 테슬라의 미국 프리몬트 공장은 일본 파나소닉이, 상하이 기가팩토리는 한국의 LG화학과 파나소닉이 공동으로 배터리를 공급 중이며, 7월부터는 중국 CATL이 새로운 유형의 리튬철인산배터리(LFP)를 공급하고 있다.

이 3사 중 배터리데이에서 높은 비중을 차지할 것으로 예상되는 업체는 CATL 또는 파나소닉이다.

CATL은 지난 7월부터 테슬라와 개발한 리튬철인산배터리(LFP)를 테슬라의 상하이 공장에 공급하고 있다.

이 배터리는 리튬이온배터리보다 배터리 수명이 길고 화재 안전성이 높으며 방전하는 동안 일정한 전압을 가진다. 특히 코발트가 없어 훨씬 저렴하다. 그러나 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다.

또 CATL은 테슬라와 올해 말 또는 내년 초에 출시할 100만 마일을 지속할 수 있는 전기차 배터리를 공동개발하고 있다.

파나소닉은 지난 2017년에 출시한 니켈-코발트-알루미늄 캐소드에서 코발트 함량을 5% 미만으로 줄이는 등 기존 배터리를 단계적으로 개선하고 있으며 2~3년 안에 코발트가 없는 배터리를 상용화할 예정이다.

파나소닉은 이 배터리의 평균 밀도가 CATL의 리튬인산철배터리보다 훨씬 높고 고밀도 에너지와 적은 코발트 사용으로 안전성 및 가격경쟁력이 높다고 강조하고 있다.

반면 LG화학은 이렇다 할 신제품을 내놓지 못하고 있다. 테슬라가 배터리데이에서 CATL과 파나소닉이 개발한 신형 배터리를 공개할 경우 LG화학이 차지하는 비중은 상대적으로 낮을 수 있다.

테슬라는 배터리데이에서 신기술과 함께 향후 배터리 공급계획을 밝힐 것으로 전망된다. 특히 현재 독일 베를린과 미국 텍사스에 세워지고 있는 각 완성차 조립공장의 배터리 공급계획을 공개할 것으로 예상된다.

독일 베를린 인근에 세워지고 있는 기가팩토리4는 테슬라가 유럽에 처음 세우는 완성차 공장으로 모델3, 모델Y 등 유럽지역에서 판매될 차량과 파워트레인, 배터리를 생산한다. 연산규모는 50만대이며 생산개시는 이르면 2021년이다.

미국 텍사스에 세워지고 있는 공장은 컴팩트SUV 모델Y, 픽업트럭 사이버트럭, 대형 트레일러 트럭인 세미트럭 등을 생산할 예정이다. 생산개시는 이르면 올해 연말부터다.

테슬라는 비용절감을 위해 각 공장 인근에 배터리 생산라인을 세울 것으로 보이며 이 생산라인을 지난해 인수한 자회사 맥스웰 테크놀로지를 통해 자체 운영할지 아니면 배터리제조업체에게 맡길지 아직 밝혀지지 않았다.

만일 머스크가 배터리데이에서 각 공장에 배터리를 공급할 업체를 선정할 경우 LG화학, CATL, 파나소닉에게는 호재가 아닐 수 없다.

그러나 이번 배터리데이의 주인공은 LG화학, CATL, 파나소닉이 아닌 테슬라의 자체 배터리 개발사업인 로드러너(Roadrunner)일 수 있다.

엘론 머스크 CEO는 미국 현지시각으로 22일 자신의 트위터에 "LG화학, 파나소닉, CATL 등 배터리 파트너사들로부터 배터리 셀 구매를 줄이는 것이 아니라 오히려 늘릴 계획"이라면서 “그러나 우리가 행동에 나서지 않으면 공급사들이 최대한의 속도를 내더라도 2022년 이후에는 중대한 물량 부족이 예상된다”고 밝혔다.

즉 배터리 물량 부족 현상이 두드러지면 자체 생산에 돌입할 수 있다는 것이다. 이를 가능하게 하는 것이 바로 로드러너 프로젝트다.

로드러너 프로젝트는 테슬라가 자체 배터리 셀을 개발·생산하기 위해 진행하고 있는 프로젝트로 배터리셀을 직접 개발·생산해 배터리 가격을 최대한 낮춰 전기차를 보조금 없이 내연기관차와 비슷한 가격대에서 판매한다는 전략이다.

이를 위해 테슬라는 지난해 배터리셀 기술을 가진 슈퍼커패시터 제조업체 맥스웰 테크놀로지와 캐나다 배터리 제조업체 하이바 시스템즈를 인수, 자체 배터리 개발에 착수했다. 최근에는 미국 프리몬트 공장 인근에 이 프로젝트를 수용하기 위해 생산 시설과 R&D 시설을 세웠다.

이 로드러너를 통해 개발된 것으로 추정되는 배터리가 유출됐는데 이 배터리는 직경이 현재 파나소닉이 공급하는 배터리보다 두 배 크다. 배터리셀의 직경을 두 배로 늘리면 셀의 부피는 4배가 된다.

이를 효율적으로 사용하면 케이스와 셀의 갯수를 현재 배터리셀보다 낮출 수 있어 비용을 절감하면서도 많은 용량을 확보할 수 있다.

또 테슬라는 최근 탭이 없는 전극이 적용된 새로운 배터리 셀에 대한 특허를 출원했다. 이는 셀 내부의 전류 경로에 대한 내부 셀 저항을 줄여 성능을 향상시키고 탭이 없기 때문에 비용이 절감되고 제조가 단순화된다.

지난해 인수한 자회사 맥스웰 테크놀로지의 건식 전극 기술이 적용될 가능성도 있다.

배터리의 구성품을 준비하기 위해 에너지 저장 화학물질을 용매에 섞는다. 그 과정은 그 혼합물이 알루미늄이나 구리 시트에 코팅될 수 있는 팬케이크 혼합물 형태의 일관성을 갖도록 돕는다. 코팅이 완료되면 시트가 뜨거운 오븐을 통과해 용매를 건조시킨 후 전극을 배터리에 넣는다.

건식전극기술은 소위 바인더 화학물질을 첨가함으로써 용제의 사용을 완전히 없애는데 이 화학물질을 가열하면 분말 혼합물을 금속 시트에 단단히 고정시킬 수 있을 정도로 끈적끈적해진다.

이 때문에 건식전극기술은 제조 공정에 필요한 에너지의 양을 낮추고 필요한 장비와 공간을 줄일 수 있어 배터리 생산에 들어가는 비용을 절감할 수 있다.

이런 로드러너 프로젝트의 세부적인 내용을 공개할 경우 LG화학, CATL, 파나소닉이 차지하는 비중은 현저히 낮을 수 있다.

배터리데이는 한국시각으로 23일 새벽 미국 캘리포니아주 프리몬트에서 열린다.

 


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