LG엔솔, 美 GM과 각형 배터리 개발…"3대 폼팩터, 업계 유일"

LG에너지솔루션이 제너럴모터스(GM)와 함께 각형 배터리 공동 개발에 나선다.

3일 LG에너지솔루션은 미국 1위 자동차 업체 GM과 ‘각형 배터리 및 핵심 재료 공동 개발을 위한 계약’을 체결했다고 밝혔다.

양사는 이날 “14년 동안 이어진 굳건한 파트너십의 또 다른 결실”이라며 “이번 협약을 통해 개발되는 각형 배터리는 향후 GM 차세대 전기차에 탑재될 예정”이라고 밝혔다.

LG에너지솔루션이 각형 배터리 개발 계획을 공식화한 것은 이번이 처음이다. 이로써 LG에너지솔루션은 세계 배터리 업체 중 파우치형, 원통형, 각형 등 모든 배터리 폼팩터를 포트폴리오로 갖춘 유일한 기업이 됐다.

LG엔솔 "전극 생산·스태킹 공법 기술력 이미 확보"

LG에너지솔루션은 이번 계약을 통해 강화된 제품·고객 포트폴리오를 구축할 수 있게 됐다.

향후 전기차 시장이 캐즘(일시적 수요 정체)을 지나 본격 성장기에 진입하고, 고객의 요구가 다양해질 시기에 더 전략적인 대응이 가능해진 것이다. 실제 고객사마다 전기차 차량의 종류와 크기, 공략 시장 등 전략이 세분화되고 있고, 폼팩터별 장단점을 고려한 용도별 배터리 채택을 고려하는 고객사도 늘고 있는 상황이다.

각형 배터리는 알루미늄 캔으로 둘러쌓여 있기 때문에 외부 충격에 강한 특성을 갖고 있다. 상대적으로 셀 자체 강성이 높아 배터리 모듈, 팩 단계에서 구조적인 간소화가 가능한 것이 장점이다.

LG에너지솔루션은 파우치형, 원통형뿐 아니라 각형 배터리 분야에서도 내재화된 개발 및 제조 역량을 확보하고 있다. 각형 패키징 기술을 비롯해 설계 및 공정 분야에서도 다수의 특허를 보유하고 있다. 특히 전극 생산·스태킹 공법 기술력은 각형 배터리 개발에도 핵심 역할을 할 것으로 기대된다고 회사 측은 설명했다.

실제 각형은 뛰어난 내구성을 갖춘데 비해 내부 공간 활용 측면에서 유휴 공간이 발생할 수 있다는 것이 대표적 단점으로 꼽혀왔다. 양극재와 음극재, 분리막 등 주요 요소를 돌돌 말아 만든 젤리롤을 사각형 상자 모양 알루미늄 캔에 넣는 과정에서 모서리 부분이 빈 공간으로 남을 수 밖에 없었기 때문이다.

이 때문에 최근 각형 배터리는 소재를 층층이 쌓는 공법이 많이 적용되고 있는데, LG에너지솔루션은 이 분야에서 업계 최고 수준 기술 리더십을 갖추고 있다고 자평했다.

LG에너지솔루션은 이번 GM과의 공동개발을 시작으로 핵심 고객들의 요구에 따라 선택적으로 공급할 수 있는 역량을 갖추고, 파우치형·원통형·각형 폼팩터별 균형 잡힌 제품 포트폴리오를 구축해나갈 계획이다.

업계 유일 ‘3대 폼팩터’ 포트폴리오 구축

LG에너지솔루션은 각형 배터리 개발 계획을 공식함으로써 파우치형, 원통형, 각형 등 업계 유일한 ‘3대 폼팩터’ 전략 체계를 갖췄다.

LG에너지솔루션은 제품 케미스트리와 폼팩터별로 다양한 수주 성과를 내고 있다.

올해에만 ▲7월 르노 전기차 파우치형 LFP 배터리 ▲9월 벤츠 전기차용 배터리 ▲10월 포드 상용차 파우치형 고성능 삼원계 배터리 ▲11월 리비안 전기차 원통형 46시리즈 배터리 등 굵직한 수주 계약 성과를 달성했다. 또한 고전압 미드니켈 셀, 파우치형 셀투팩(CTP) 등 압도적 기술리더십을 바탕으로 한 다양한 소재 기반 제품 포트폴리오를 선보였다.

글로벌 생산 공장 운영 역량을 갖추고 있는 점도 큰 강점이다.

실제 GM과의 합작법인 얼티엄셀즈 제2공장의 경우, 가동 한달 만에 수율 90% 이상을 달성한 바 있다. 자동화된 제조 공정과 설비 도입을 통해 생산 속도를 대폭 높이고, 각각의 생산 단계마다 최첨단 품질 검사 및 제품 오류 검증 방법 등을 적용해 초기 가동 시 발생할 수 있는 시행착오를 최소화하며 높은 양산 안정성을 구현했다고 회사 측은 설명했다.