오늘은 2차전지 배터리에 대한 관심이 증가하는 중에 배터리아저씨가 쓴 '2차전지 투자바이블'에서 배터리 형태 중 원통형 배터리가 대세인지에 대해 알아 보았습니다.
1. 2차전지 배터리의 3가지 형태
우리가 흔히 사용하는 일차전지 AA 건전지가 원통형 배터리입니다. 1550 규격으로 제작하는데, 1550은 지름이 15mm, 높이가 50mm라는 의미입니다. 2차전지로 사용하는 원통형 베터리는 과거 1865 규격을 사용했고, 2019년부터 2170 규격으로 주로 제작되었습니다. 둘 다 작은 편인데, 2170 규격의 배터리는 테슬라의 모델 3에[ 총 4,300개가 들어갑니다.
차 한 대당 배터리가 4,300개가 들어가는 비효율을 개선하기 위해 앞으로 나올 규격은 4680으로 대폭 커졌습니다. 콜라 캔보다 약간 작은 수준까지 배터리 크기가 커진 것입니다.
소형 배터리의 대안으로 등장한 형태가 각형 배터리입니다. 각형 배터리를 사용하면 공간을 효율적으로 사용할 수 있고 부피 낭비도 줄일 수 있습니다. BMW가 각형 배터리를 활용했더니 전기차 한 대당 필요한 배터리 갯수가 700개로 대폭 줄어들기도 했습니다.
봉지에다 배터리를 담는 형태인 파우치형 배터리는 현재 가장 이상적인 전기차용 배터리로 여겨집니다. 부피를 덜 차지하고 배터리간 간격이 적어 공간효율성도 뛰어납니다. 무게 측면에서 캔 등과 비교해서도 강점을 가집니다. 파우치형 배터리는 우리나라 LG에너지솔루션이 개발하였습니다.
2. 원통형 4680 배터리의 승자는
원통형의 4680 규격은 아직 양산 단계에 돌입하지 못했습니다. 큰 사이즈의 배터리는 폭발 가능성이 높기에 여러 기업들이 안정성을 높이기 위한 기술개발을 진행 중입니다. LG에너지솔류션이 선두에 있고 삼성SDI가 이를 뒤따르는 모양새입니다. 테슬라는 기술적 문제로 반열에 끼지도 못하고 있습니다. 한 때 배터리 최강기업이었던 파노소닉도 마찬가지입니다.
BMW는 중국 CATL과 협업하기로 했으나 CATL은 각형 배터리 전문업체라 개발에 고전을 면치 못하고 있습니다.
그런데 파우치형이 가장 이상적인 배터리 형태라 했는데 왜 원통형 연구가 계속되고 있는 걸까요? 이는 파우치형의 강점인 비정형성이 오히려 단점으로 작용하고 있기 때문입니다.
전기차업체 입장에서는 일부 배터리업체에 배터리 공급을 의존하는 것을 피하고 싶은 게 인지상정입니다. 하지만 파우치형 배터리는 LG와 SK만이 생산하고 있기에 한 번 파우치형을 사용하면 두 회사에 의존하지 않을 수 없습니다. 파우치형을 채택한 전지차 모델을 출시한다면 해당 모델이 단종될 때까지 두 공급회사에서만 납품을 받아야 하는 것입니다.
따라서 성능을 중시하는 기업은 파우치형을, 자사 경쟁력과 교섭력 등을 고려하는 기업은 원통형 배터리를 생각할 것입니다. 결국 두 배터리 형태를 모두 생산할 수 있는 기업이 좋은 회사입니다. 두 가지 형태를 모두 생산하는 회사는 LG에너지솔루션이 유일합니다.
3. 결
2022년 기준으로 가장 사용량이 많은 배터리는 삼성SDI와 CATL,BYD 등 중국 업체들이 생산하고 있는 각형(시장점유율 2022년 55%, 2026년 46%, 2030년 43%)입니다. 그러나 대세는 원통형(시장점유율 2022년 19%, 2026년 22%, 2030년 26%)과 파우치형(시장점유율 2022년 26%, 2026년 32%, 2030년 31%)으로 전환되는 추세입니다.
SNE리서치의 보고서에 따르면 앞으로 원통형과 파우치형 배터리의 수요는 커지는데 반해 각형의 수요는 지속적으로 우하향할 전망입니다.
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