전기차 시장에서 사용되는 배터리 중 원통형 배터리는 그동안 비주류로 꼽혔습니다. 테슬라 정도만이 채택해서 사용할 정도였으나 최근 테슬라의 4680 배터리 양산소식에 그동안 외면하던 자동차 업계가 원통형 배터리에 주목하고 있다고 합니다. 원통형 4680 배터리가 무엇인지 알아보겠습니다.
원통형 4680 배터리란?
4680 배터리란 테슬라에서 고안해 낸 배터리 규격으로 지름 46mm, 길이 80mm 사이즈의 원통형 모양의 배터리입니다. 쉽게 우리가 흔히 사용하는 건전지를 생각하면 될 것 같습니다. 모양은 건전지처럼 원통형이고 사이즈는 지름이 4.6센티 길이가 8센티로 더 커진 사이즈입니다. 우리가 흔히 사용하는 건전지 중 가장 작은 사이즈인 AAA 건전지는 직접 재어보니 지름이 약 10mm, 길이가 약 40mm이고 AA사이즈는 지름이 약 15mm, 길이가 약 50mm 정도입니다. AA건전지와 비교해 보면 4680 배터리는 길이가 3센티미터 길고 지름이 약 3.1cm가 넓은 약간 뚱뚱한 모양의 원통형 배터리일 것 같습니다.
원통형 배터리는 기존에 주류로 인식되던 파우치형이나 각형 배터리에 비해 에너지 밀도가 상대적으로 낮은 게 단점으로 여겨졌으나 최근 성능이 비약적으로 좋아지고 있다고 합니다. 테슬라가 기존에 사용하고 있는 배터리는 2170 배터리인데 이에 비해 용량이 5배, 출력이 6배 더 높아졌다고 합니다. 또한 배터리를 차체에 바로 장착하는 샐투섀시 방식을 적용하여 단가를 절감할 수 있어서 전기차의 대중화를 앞당길 수 있다고 합니다.
4680 배터리의 장점
원통형 배터리의 가장 큰 장점은 대량생산에 있다고 합니다. 전기차 시장이 확대되고 있지만 배터리 생산량이 속도를 따라잡지 못하고 있어서 전기차 대량생산의 큰 걸림돌이라고 하는데, 원통형 배터리는 각형 배터리나 파우치형 배터리보다 생산 속도가 월등히 앞선다고 합니다. 어떤 영상에서 설명하는 부분을 봤는데 각형이나 파우치형은 전극을 접어서 차곡차곡 쌓는 형태이고 원통형은 휴지처럼 돌돌 말아서 생산하는 방식이라고 하는데 돌돌 말아서 생산하는 원통형 배터리의 생산 속도가 월등히 빠르다고 합니다. 테슬라는 2020년 9월 22일 차세대 4680 배터리를 개발하기로 발표하고 2년 3개월 만인 최근 양산해 성공하여 100기가 와트시(GWH) 규모의 4680 배터리 생산 공장을 미국 네바다주 북부에 건설하기로 발표하였습니다.
확대되는 원통형 배터리 시장
기사를 검색해 보니 원통형 배터리 시장은 일본의 파나소닉과 삼성 SDI, LG에너지솔루션이 3강 체제를 이루고 있다고 합니다. BMW, 스텔란티스, GM 등의 자동차 메이커에서 원통형 배터리 채택을 시사하고 있고, 삼성 SDI의 경우 천안에 지름 46mm의 원통형 배터리 생산 장비를 반입하는 것으로 알려졌다고 합니다. 양산의 규모는 확인되지 않지만 지름 46mm에 다양한 길이의 원통형 배터리 규격을 준비하여 여러 완성차 업체의 다양한 요구를 충족하기 위해 노력하고 있다고 합니다.
하지만 다른 한편에서는 이미 테슬라는 4680 배터리 양산에 성공을 한 상태이고 타 배터리 제조사들은 이제 시작을 하는 단계이기에 양산을 하기까지는 시간이 걸릴 것이고 이미 테슬라와 기술 격차가 벌어진 상태에서 그 격차를 좁히기에는 어려움이 많을 것이라는 의견도 있습니다.
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