[M오토데일리 박상우 기자] 미국의 전기차업체 테슬라는 현재 한국의 LG에너지솔루션, 중국의 CATL, 일본의 파나소닉으로부터 전기차용 배터리를 공급받고 있다.

LG에너지솔루션의 배터리는 중국 상하이 공장에서 생산되는 모델3와 모델Y의 롱레인지 버전과 퍼포먼스에, CATL의 배터리는 모델3 스탠다드 플러스에, 파나소닉의 배터리는 미국 프리몬트 공장에서 생산되는 차량에 탑재되고 있다.

3개 업체로부터 배터리를 공급받고 있는 테슬라의 배터리셀 구매 비용이 자동차 업계 평균보다 낮은 것으로 나타났다.

케언 에너지 리서치 어드바이저스(Cairn Energy Research Advisors)가 최근 공개한 보고서에 따르면 테슬라의 배터리셀 구매 비용은 1kWh당 평균 142달러(16만원)로, 업계 평균인 186달러(21만원)보다 낮은 수준이다. 미국의 제너럴모터스는 1kWh당 169달러(19만원)를 지불하는 것으로 나타났다.

배터리셀 관련 지출 비용이 낮다보니 배터리팩 관련 비용도 낮은 수준이다. 테슬라의 배터리팩 관련 비용은 1kWh당 187달러(21만원)로 업계 평균인 246달러(28만원)보다 낮다. GM은 1kWh당 207달러(23만원)의 배터리팩 관련 비용을 지출하고 있다.

케언 에너지 리서치 어드바이저스는 더 많이 구매할수록 관련 비용이 절감된다는 점을 활용한 것이 주효했다고 분석했다.

테슬라는 전기차 대중화를 위해 전기차의 가격을 좌지우지하는 배터리의 가격을 낮추는데 집중하고 있다. 그 일환으로 테슬라는 자체 배터리 개발·생산 프로젝트인 로드러너 프로젝트를 통해 배터리와 생산공정을 개발하고 있다.

지난해 9월 배터리데이를 통해 공개된 신형 4680셀은 생산비 절감은 물론 에너지 밀도, 전력, 거리 등을 높이는 것을 목표로 개발됐다.

이 배터리의 크기는 가로 46mm, 세로 80mm로 파나소닉이 네바다 기가팩토리에서 생산하고 있는 테슬라 2170셀보다 두 배 크다.

배터리셀의 직경을 두 배로 늘리면 셀의 부피는 4배가 되는데 이를 효율적으로 사용하면 케이스와 셀의 갯수를 현재 배터리셀보다 낮출 수 있어 비용을 절감하면서도 많은 용량을 확보할 수 있다.

4680 배터리셀의 에너지 밀도는 현재 배터리보다 5배 높고 전력 생산량은 6배 많다. 이로 인해 주행거리는 최대 16% 늘릴 수 있다고 테슬라는 설명했다.

무엇보다 탭이 없는 전극이 적용됐기 때문에 비용이 절감되고 제조가 단순화된다. 이 때문에 배터리 가격을 1kWh당 14% 낮출 수 있다. 이러한 가격 인하는 궁극적으로 테슬라가 내연기관차와의 가격 평준화 목표를 향해 더 가까이 다가가는 데 도움이 된다.

이 배터리는 현재 개발 중인 새로운 배터리 제조 공정을 통해 생산될 예정이다.

테슬라는 현재 로드러너 프로젝트 일환으로 미국 프리몬트 공장 인근에 세운 카토(Kato) 로드 시설에서 지난해 인수한 미국 배터리 제조업체 맥스웰 테크놀로지의 건식 전극 공정을 도입, 시범생산 중이다.

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.

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

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

테슬라는 이를 통해 배터리 가격을 2025년까지 1kWh당 80달러까지 낮춰 이르면 2024년 완전 자율주행이 가능한 2만5천달러의 전기차를 선보일 예정이다.