‘4680 원통형 배터리’ 개발 전쟁

머스크 “연내 모델Y에 탑재” 공언
체적비 5배… 공정 줄어 비용 절감
주행거리 15% 길고 차값 내릴 듯
로이터 “파나소닉 샘플 美로 선적”

LG엔솔·삼성SDI 프로젝트 진행
기업 ‘한국 텃밭’ 기대… 내년초 양산
“中 업체도 노려… 성공적 생산 관건”

‘혁신을 몰고 올 폭풍이 될 수 있을까.’ 요즘 전기차 산업 종사자들의 온 관심이 ‘4680 원통형 배터리’에 쏠려 있다. 최근 급성장하기 시작한 원통형 배터리 시장의 흐름을 바꿀 ‘게임체인저’로 주목받고 있어서다. LG에너지솔루션 등 한국의 배터리사들에도 큰 기회가 될 거라는 전망이 나온다.

●테슬라 ‘21700’ 사용… 핵심은 크기

4680 배터리가 처음 언급된 것은 2020년 9월 테슬라의 ‘배터리데이’에서다. 당시만 해도 완성차 회사 중 거의 유일하게 원통형 배터리에 관심을 쏟았던 테슬라의 최고경영자(CEO) 일론 머스크는 “기존 제품의 한계를 뛰어넘을 새로운 중대형 배터리가 출시될 것”이라고 공언했다. 그러다가 지난해 4분기 실적발표에서 “2022년 안에 4680 배터리를 탑재한 ‘모델Y’가 생산될 것”이라며 구체적인 양산 시점까지 못박았다.

‘4680’의 핵심은 크기다. 지름을 46㎜, 높이를 80㎜까지 키웠다고 해서 붙은 이름인데, 테슬라가 현재 사용 중인 ‘21700’(지름 21㎜·높이 70㎜) 배터리보다 체적비가 무려 5배 이상 커졌다. 원통형 배터리를 크게 만드는 이유는 그만큼 에너지당 공정이 줄어들어 생산비용을 떨어뜨릴 수 있어서다. 원자재값 상승으로 고공행진하는 전기차의 가격을 획기적으로 낮출 수 있다는 얘기다. 4680을 채택하면 전기차의 주행거리가 기존보다 15% 정도 더 길어질 것이라는 게 업계의 기대다.

현재 양산을 앞두고 여러 테스트가 진행 중인 가운데 업계는 4680을 둘러싼 작은 소식에도 촉각을 곤두세우고 있다. 가장 최근에 전해진 뉴스로는 “일본의 파나소닉이 생산한 4680 샘플이 지난 1일 미국으로 선적됐다”는 로이터의 보도다. 로이터에 따르면 파나소닉은 내년 3월부터 일본 와카야마 공장에서 4680의 대량생산 체계를 구축하기 위한 준비에 나섰다. 그동안 해외 진출에 소극적이었던 파나소닉이 4680 양산을 계기로 북미에 생산기지를 짓는 것을 검토하고 있다는 이야기도 전해졌다. 로이터는 소식통을 인용해 캔자스와 오클라호마 정도가 파나소닉의 미국 배터리 공장 후보지로 거론된다고 전했다.

●수율 40%… 여러 공급사로 손 벌릴 것

현재로서는 파나소닉이 테슬라의 유일한 ‘4680 파트너’다. 그러나 이 시장이 앞으로도 오롯이 일본만의 독무대가 될 것으로 예측하는 이는 많지 않다. 머스크가 장담했던 ‘배터리 내재화’가 상당히 더디게 진행되고 있어서다. 업계에서는 테슬라가 미국 프레몬트 공장에서 자체적으로 생산하고 있는 4680의 수율이 40% 안팎에 그치고 있는 것으로 파악하고 있다. 배터리 100개를 생산하면 이 중에서 불량이 아닌 제품이 40개에 불과하다는 얘기다. 국내 한 배터리사 관계자는 “셀 제조사들이 안정적으로 보는 수율은 90% 이상이고 이를 달성하기 위해 상당한 시간이 걸렸다”면서 “테슬라의 호언장담과는 달리 상당한 난항이 이어지고 있는 것으로 보인다”고 평가했다.

결국 테슬라가 파나소닉 외 여러 배터리 공급사로 손을 벌릴 것이라는 게 업계의 중론이다. 특히 그동안 원통형 배터리 시장이 ‘한국의 텃밭’으로 여겨졌던 만큼 국내 기업들의 기대감이 크다. LG에너지솔루션과 삼성SDI가 관련 프로젝트를 진행하고 있다. 양사 모두 “테슬라를 겨냥하고 있다”고 공식적으로 언급하진 않는다. 다만 이를 상당 부분 염두에 두고 개발을 진행 중이라는 게 업계의 해석이다. 본격적인 양산 시점은 내년 초쯤일 것으로 보인다.

업계 관계자는 “최근 CATL, EVE 등 중국 회사들도 이 시장을 노리고 원통형 배터리 개발과 양산을 본격화하고 있어 향후 4680을 둘러싼 한중일 ‘배터리 삼국지’가 벌어질 가능성이 크다”면서 “수요가 폭발하는 시점에 뒤처지지 않고 안정적으로 양산에 성공하는 것이 관건”이라고 말했다.