폭스바겐 LG에너지솔루션 손절
글로벌 최대 완성차 브랜드 폭스바겐이 미래 전기차에 각형 배터리(2차전지)를 전면 적용한다.
LG에너지솔루션(LG화학 배터리사업부)과 SK이노베이션의 파우치형 배터리 적용은 단계적으로 중단한다.
중국산 배터리와 폭스바겐 자체 생산분의 비중을 늘리기 위한 조치다.
국내 배터리업계에 따르면 폭스바겐그룹(VWG)은 15일(국내시간 15일 오후 9시) 예정된 '파워데이'에서 "미래 통합 배터리셀(Unified sell)로 각형에 집중할 것"이라고 세계 시장에 공식 발표한다.
폭스바겐은 이런 내부방침을 국내 3사에도 통보했다.
폭스바겐은 LG에너지솔루션과 SK이노베이션으로부터 파우치형 배터리를, 중국 국영 최대 배터리사 CATL과 한국 삼성SDI로부터 각형 배터리를 공급받아 왔다.
이번 결정에 따라 CATL을 주력으로 한국산으로는 삼성SDI만 소량 탑재하는 구도가 될 전망이다.
폭스바겐은 또 그간 자체 투자한 유럽 현지 배터리사 노쓰볼트의 각형 배터리 물량을 지속적으로 늘려왔다.
이번 조치는 한국과의 거래를 줄이는데 대신 중국 및 자체생산 배터리 비중을 크게 늘리겠다는 의도로 해석된다.
전기차 시장에선 각형·파우치형·원통형 배터리가 각축을 벌이고 있다.
원통형을 쓰는 테슬라, 각형을 주력으로 하는 BMW·벤츠, 파우치형을 주로 쓰는 폭스바겐·GM·현대차·기아 등으로 시장이 나뉘어 있다.
각형 배터리는 원통형과 기본적 구조가 비슷하지만 사각형인 만큼 차곡차곡 쌓았을때 버리는 공간이 더 적다.
사각 캔에 들어있는 만큼 내구력도 파우치형에 비해 높다. 대신 대형화가 어렵고 무거워 효율이 파우치형에 비해 떨어진다는 단점이 있다.
폭스바겐과 오랜 협력관계를 이어 온 LG에너지솔루션과 SK이노베이션은 당혹스러운 표정이다.
LG는 폭스바겐의 각형 배터리 사용 결정에 대해 CEO(최고경영자) 명의로 항의 서한까지 보낸 것으로 전해졌다.
이번 결정에 따라 폭스바겐에 납품하는 한국산 파우치형 배터리는 LG와 SK의 기수주분, SK가 미국 행정부로부터 2년간 제한적 운영 허가를 받은 미국 조지아공장 생산분이 현재로선 마지막이 될 전망이다.
폭스바겐은 전기차 시장서 테슬라에 추월당한 이후 절치부심해 왔다.
유럽 전기차 시장 1위지만 글로벌 판매는 지난해 기준 테슬라가 44만2334대, 폭스바겐이 38만1406대로 여전히 테슬라에 미치지 못하고 있다.
폭스바겐의 변심 가능성은 앞서 감지돼 왔다.
자체 생산 의지를 수차례 밝혀 온 폭스바겐은 지난해 6월 친한파로 분류됐던 이사회 멤버 스테판 소머(Stefan Sommer) 배터리 구매담당을 전격 경질했다.
폭스바겐의 공급종료 선언은 K배터리 중흥을 준비 중인 배터리업계에는 또 다른 악재다. LG·SK 간 소송으로 SK이노베이션의 미국 현지 생산길이 막혔다. ESS(대용량에너지저장장치)와 코나 전기차 발화 문제도 리콜 등으로 이어지는 상황이다.
형태별 배터리 종류
1. 각형 배터리
각형 배터리는 사각형 틀을 이용해 패키징한 형태이다.
삼성SDI와 CTAL의 주력 품목이며 BMW의 순수전기차 i3와 플러그인 하이브리드 i8이 삼성SDI의 각형 배터리를 사용하였다.
각형은 알루미늄 캠으로 만들어 내구성이 좋고, 팩 조립에 유리하며 대량 생산시 공정단계가 파우치형보다 간소해 비용이 절감된다.
하지만 금속 케이스로 무게가 많이 나가고 열 방출이 어려워 따로 냉각 장치가 필요한 단점이 있다.
결정적인 문제로, 파우치형보다 에너지 밀도가 낮은데 이는 제조 방식에서 와인딩(Winding) 기법을 사용하기 때문이다.
돌돌말아 제조를 하기 때문에 캔 형 모서리의 빈 틈을 활용하기 힘들게 되며 이것을 젤리롤이라고 명칭한다.
각형은 이러한 단점을극복하기 위해 와인딩 방식보다 스태킹 방식을 도입하고 있다.
파우치형에 사용되는 스태킹은 소재를 층층이 쌓는 적층 방식입니다. 최적 공간 활용이 가능해 에너지 밀도를 높이는데 좋다.
최근 각형의 기술이 좋아지고 있다.
각형은 Cap Assembly 라는 기능이 있어 안전장치를 더 설치할 수 있는데 대표적인 것이 Vent 기능이다.
내부에 가스가 찼을 때 터지는 기능을 막기위해 Vent를 장착 할수 있다.
파우치는 이런 장치를 넣을 수 없는 단점이 있다.
파우치가 각형보다 뛰어났던 이점은 스태킹 방식으로 에너지 밀도의 손실이 없다는 점이 있지만 각형도 스태킹 방식을 도입하자 품질에서 파우치를 능가하는 상황이 발생하기도 하였다.
2. 파우치형 배터리
파우치형은 LG화학과 SK이노베이션이 주력으로 제작하고 있다.
배터리 소재를 층층히 쌓고 패키징 하기 때문에 내부에 빈 공간이 없다.
각형과 원통형에 비해 설계 자유도가 높은데 덕분에 긴 모양, 짧은 모양, L 모양 등 전기차 업체의 다양한 요구 사항에 대응이 가능하다.
LG화학은 파우치 제작 기법의 특허를 가지고 있는데 특히, 내부 극판을 잘라 적층하는 방식으로 내부의 변형이 없는 품질을 자랑한다.
현대 코나와 아이오닉 일렉트릭, 재규어 i 페이스, 쉐보레 볼트 EV, 볼보 XC60 플러그인 하이브리드 등 많은 업체가 사용하고 있는 형태이다.
알루미늄 파우치로 패키징 하기 때문에 무게가 가볍고 에너지 밀도도 또한 높다.
에너지를 장기간 안정적으로 낼 수 있는 장점도 있지만 각형과 원통형에 비해 생산 단가가 비싼 것이 단점이다.
3. 원통형 배터리
가장 쉽게 볼 수 있는 형태 이며 각형, 파우치형과 달리 표준화 됐다는 특징이 있다.
전기차에 주로 사용 중인 원통형 배터리는 지름 18mm, 길이 65mm의 는 '18650' 규격이다.
본래 노트북 배터리 위주로 시장을 형성해 온 가장 전통적인 방식의 배터리이기 때문에 가장 싸고 수급 안정성이 돋보인다.
다만 각형과 마찬가지로 젤리롤 와인딩 방식이기 때문에 비교적 에너지 밀도가 낮은편이다.
일본 파나소닉의 주력 품목이며 미국의 테슬라가 대표적인 원통형 배터리 탑재 브랜드이다. 모델S 90D는 7000개가 넘는 18650배터리 셀을 사용하였다.
최근에는 용량과 크기를 업그레이드 한 21700 모델이 주목 받고 있으며 테슬라 모델3가 21700 배터리셀 약 3000개를 탑재하였다.
원통형 배터리는 전기차 배터리 시장에서 가장 주목 받는 모델이기도 하다.
시장조사업체 SNE리서치에 따르면 2017년 글로벌 출하량 70GWh였던 원통형 배터리 시장은 올해 125GWh, 내년 150GWh로 급성장 할 것으로 추측된다.
최근 차세대 테슬라라고 불리는 미국 루시드 모터스가 하반기 출시할 루시드 에어에 21700 모델을 탑재한다고 밝히기도 하였다.
그리고 LG화학이 2023년까지 단독으로 해당 제품을 공급하는 계약을 따내기도 하였따.
원통형 배터리는 비단 전기차 뿐 아니라 전동스쿠터 같은 경전기 이동수단 등에서 수요가 발생하고 있기 때문에 각형에 주력했던 삼성SDI나 파우치형의 LG화학도 원통형 배터리 시장 공략에 나서고 있는 상황이다.
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