< ICT >테슬라 ‘원통형’ 안정성 높아, 현대차 ‘파우치형’ 크기변경 용이

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전기차배터리 종류별 특징
폭스바겐 ‘각형’ 충격에 강해

최근 전 세계 전기자동차 시장이 빠르게 팽창한 가운데 완성차업체들이 핵심 부품인 배터리 형태를 다양하게 채택하면서 배터리 모양이 주목받고 있다.

19일 업계에 따르면 전기차에 들어가는 리튬이온 배터리는 세 가지로 나뉜다. 각형, 파우치(주머니)형, 원형이다. 리튬이온 배터리는 용기에 배터리 4대 소재인 양극, 음극, 분리막, 전해액을 채워 만드는데 이때 용기 형태에 따라 분류된다. 국내 배터리 3사 중에서 LG에너지솔루션은 파우치형과 원통형, 삼성SDI는 각형과 원통형을 만들고 SK이노베이션은 파우치형만 생산한다.

시장조사기관인 SNE리서치에 따르면 지난해 전기차 탑재량 기준으로 3개 타입 중 각형 비율이 49.2%로 가장 높았다. 파우치형 27.8%, 원통형 23.0% 순이다. 각형 배터리 채택 비중이 큰 중국 전기차 시장이 급성장하면서 점유율이 동시에 늘어났기 때문이다.

가장 오래된 형태는 원통형이다. 흔히 볼 수 있는 AA건전지 형태다. 원통형은 규격화된 크기를 가져 가격이 가장 저렴하고 대량 생산이 쉽다. 부피당 에너지 밀도도 높다. 외관이 견고해 안전한 편이다. 하지만 배터리 셀 하나당 높은 에너지를 낼 수 없다는 단점이 있다. 다양한 디자인도 불가능하다. 미국 전기차업체 테슬라는 원통형 배터리를 고수하고 있다.

각형은 최근 폭스바겐이 주력 배터리로 채택하면서 주목받았다. 이는 사각형의 금속틀 안에 배터리 셀을 구성한 형태다. 원통형 배터리에 비해 얇고 파우치형에 비해 외부 충격에 강하다는 장점이 있다. 공정 단계도 파우치형보다 간소해 비용을 절감할 수 있다. 다만 무게가 무거워 대용량을 탑재할 수 없는 만큼 주행거리가 줄어든다는 것이 단점이다. 중국 CATL, BYD가 주로 생산한다.

파우치형은 주머니 모양으로 배터리 셀을 수십 개 쌓아 올린 형태다. 가공이 쉽기 때문에 다양한 형태로 만들 수 있다. 크기와 용량도 쉽게 바꿀 수 있다. 공간을 효율적으로 활용할 수 있어 대용량을 탑재할 수 있다. 상대적으로 안정성이 떨어진다는 단점은 있다. 현대자동차와 제너럴모터스(GM) 등 글로벌 완성차 업체들이 최근 신형 전기차에 파우치형을 채택하고 있다. SK이노베이션도 현대차·기아와 손잡고 2024년부터 양산하는 하이브리드 전기차(HEV)에 들어가는 파우치 배터리를 공동개발한다. 권도경 기자 kwon@munhwa.com