테슬라발 차세대 원통형 배터리 전쟁…LG엔솔·삼성SDI·파나소닉 경쟁

[이데일리 경계영 기자] 노트북과 전동공구에 이어 전기자동차 탑재로 제3의 전성기를 맞은 원통형 배터리(이차전지)가 다음 세대로 진화에 임박했다. 전기차 선두주자인 테슬라가 지난해 원통형 배터리 크기를 키우겠다고 선언한 이후 원통형 배터리 제조사인 파나소닉을 포함해 LG에너지솔루션과 삼성SDI가 잇따라 개발에 뛰어들면서다.

파나소닉이 제조한 원통형 배터리. 왼쪽부터 1865, 2170, 4680. (사진=파나소닉)

10일 외신과 업계에 따르면 파나소닉은 최근 일본 닛케이와의 인터뷰에서 ‘4680’ 원통형 배터리 상용화에 가까워졌다고 밝혔다. 파나소닉은 내년 3월 일본에서 시험 생산을 거쳐 대규모 양산 체제를 갖출 계획이다.

이번에 개발된 4680은 지름 46㎜·길이 80㎜ 크기의 원통형 배터리다. 지난해 9월 테슬라가 ‘배터리 데이’에서 2022년 전기차 탑재 목표를 선언한 배터리로 테슬라와 배터리 분야에서 긴밀하게 협력하는 파나소닉이 4680 개발을 맡았다.

4680의 등장은 원통형 배터리 판도를 뒤흔들 전망이다. 전동공구 탑재를 기점으로 원통형 배터리는 지름 18㎜·길이 65㎜ 크기의 ‘1865’에서 지름 21㎜·길이 70㎜ ‘2170’으로 커지며 에너지 용량을 최대 50% 높인 데 이어 이번 테슬라 선언과 파나소닉의 개발로 다시 한번 크기가 커지는 셈이다. 테슬라 설명에 따르면 4680은 2170에 비해 에너지 밀도가 5배, 출력이 6배 이상 향상됐다.

앞서 테슬라를 시작으로 전기차 스타트업 상당수가 전기차 배터리로 원통형을 채택했다. 원통형 배터리는 표준화한 규격으로 대량 생산이 가능해 생산단가를 낮추는 데 용이하다. 전동공구 이후 새 수요처를 찾지 못하던 원통형 배터리에도 돌파구가 됐다. 테슬라의 보급형 전기차 ‘모델3’ 1대에 원통형 배터리 3000~4000개가 들어갈 정도로 공급량이 어마어마하다.

업계 관계자는 “배터리 크기가 커지면 무게 대비 에너지 밀도가 높아지고 셀(배터리의 기본단위) 공정 자체도 단순해진다”며 “전기차에 탑재하는 배터리 개수가 적어져 전기차 내 공간도 넓어지다 보니 설계에 유리해지는 등 전반적으로 비용을 낮출 수 있다”고 설명했다.

이 때문에 파나소닉뿐 아니라 LG에너지솔루션과 삼성SDI(006400)도 차세대 원통형 배터리 개발에 나섰다. 지난 20여년 동안 원통형 배터리 수요처가 부침을 겪으면서 살아남아 경쟁력을 갖춘 원통형 배터리 제조사는 이들 3사 정도다.

테슬라 중국산 일부 모델에 배터리를 공급하는 LG에너지솔루션은 지난해 10월 실적 발표 당시 에너지밀도 5배·출력 6배 향상한 신규 원통형 폼팩터를 개발하고 있다면서 테슬라가 제시한 규격인 4680을 개발하고 있음을 시사했다.

다만 테슬라가 제시한 4680이 원통형 배터리 규격으로 자리를 잡을진 아직 미지수다. 피터 롤린스(Peter Rawlinson) 루시드 최고경영자(CEO)는 배터리 크기 확대가 긍정적이라면서도 4680 자체가 큰 돌파구(breakthrough)라기보다 환상(fantasy)이라고 일갈하기도 했다.

삼성SDI만 해도 지름 40㎜대를 비롯해 다양한 원통형 배터리를 개발하고 있지만 4680 형태는 아닌 것으로 알려졌다. 제2 테슬라로 주목받는 루시드 등이 차세대 원통형 배터리 개발에 함께하는 것으로 전해졌다.

미국 네바다에 있는 파나소닉 원통형 배터리 생산시설. (사진=파나소닉)