[뉴스웍스=채윤정 기자] 국내 배터리 3사가 이달 6일부터 8일까지 서울 삼성동 코엑스에 열리는 국내 최대 배터리 전문 전시회 '인터배터리 2024'에서 혁신 기술을 전시하며 신기술 경쟁에 나선다. 

LG에너지솔루션은 파우치형 셀투팩 기술을 국내 최초로 선보이며, 삼성SDI는 전고체 배터리 양산 준비 로드맵을 통해 전고체 배터리 생산 계획을 대대적으로 공개한다. 또 SK온은 18분 만에 셀 용량의 80%까지 충전할 수 있는 SF 배터리를 선보인다. 

배터리 업체들은 이번 전시회에서 초급속 충전 기술과 차세대 전지 기술을 대거 선보이며 경쟁력을 한 차원 높인다. 

이번 인터배터리 전시회는 전기차 시장 한파 속에서도 역대 최대 규모로 열리며, 세계 18개국에서 578개 배터리 업체가 참여한다. 

◆LG엔솔, 파우치형 셀투팩과 BMTS 사업 소개

LG에너지솔루션의 전시공간은 참가업체 중 최대 규모인 총 540㎡ 규모로 ▲모빌리티 존 ▲IT&뉴 애플리케이션 존 ▲코어 테크놀러지 존 ▲뉴 비즈니스 존 ▲지속가능성 존으로 구성된다. 

이번 전시회에서 최초 공개하는 파우치형 셀투팩은 실제와 유사한 크기로 제작된 자동차 목업에 탑재해 새로운 배터리 기술을 한눈에 볼 수 있도록 했다. 셀투팩 기술은 최근 전기차 배터리 시장에서 주목받고 있는 첨단 팩 디자인이다. 기존 배터리 구성에서 모듈 단계를 제거, 팩에 직접 셀을 조립해 에너지 밀도를 높이고 배터리 무게와 비용을 절감한 것이 특징이다.

LG에너지솔루션이 개발한 파우치형 셀투팩은 파우치 셀의 가벼운 무게 특성을 가져가면서 팩 감성을 높이고 검증된 열 전이 방지 기술을 적용해 안정성을 강화했다. 팩을 구성하는 부품을 줄이고 공정을 단순화해 제조원가를 절감하는 등 가격 경쟁력도 높였다. 

미드-니켈(Mid-Ni) 조성을 적용해 가격 경쟁력을 한층 더 높인 소형 파우치 셀도 처음 공개된다. 고전압 구동이 가능해 효율성과 가격경쟁력을 모두 갖춘 제품으로 노트북 등 IT 기기에 주로 사용된다.

이스즈 '엘프 mio EV' 트럭도 관전 요소다. 엘프 EV는 상용차 시장의 전통적 강자로 꼽히는 일본 이스즈의 첫 전기 상용차다. 셀, 모듈, 팩은 물론 배터리관리시스템(BMS)까지 LG에너지솔루션의 원통형 팩과 BMS 기술이 모두 적용된 첫 모델이다.

또한 전고체 전지와 리튬황 전지 및 리튬메탈전지 등 차세대 전지 기술도 소개하며, 보급형부터 프리미엄에 이르는 다양한 제품 포트폴리오와 기술 역량을 공개한다. 

특히 LG에너지솔루션은 이번 전시회를 통해 배터리 제조를 넘어 고객에게 새로운 경험과 가치를 제공하는 배터리 관리 토탈 솔루션(BMTS) 사업을 소개한다. 배터리 관리 토탈 솔루션은 기존 BMS를 더욱 고도화한 개념으로, 배터리별 특화된 안전진단 및 상태 추정 소프트웨어, 클라우드 서비스, 미래형 모빌리티(SDV)에 적합한 솔루션까지 배터리 전 생애주기 관리 서비스를 제공한다.

◆삼성SDI, '900Wh/ℓ 전고체 배터리' 로드맵 첫 공개

삼성SDI는 이번 전시회에서 업계 최고 에너지 밀도를 자랑하는 900Wh/ℓ 전고체 배터리(ASB) 양산 준비 로드맵을 최초 공개한다.

'꿈의 배터리'로 불리는 ASB는 고체 전해질을 사용해 화재의 위험성이 적고 주행거리가 길어 배터리 업계에서 주목하는 차세대 배터리다.

삼성SDI는 현재 양산 중인 각형 배터리(P5)와 비교해 40%가량 향상된 에너지 밀도 900Wh/ℓ의 전고체 배터리 개발 및 양산 준비 계획을 소개한다. 삼성SDI는 지난해 말 신설된 ASB사업화추진팀을 중심으로 SDI연구소 S라인에서 샘플을 생산하는 등, 전고체 배터리 사업화를 본격화하고 있다.

더불어 업계 최초로 9분 만에 8%에서 80%까지 셀 충전이 가능한 초급속 충전 기술도 발표한다. 리튬이온의 이동 경로를 최적화하고 저항을 감소시킨 기술로 2026년 양산을 목표로 하고 있다. 

또한 20년간 사용 가능한 초장수명 배터리의 2029년 양산 계획도 공개할 예정이다. 소재의 내구성 강화를 통해 배터리 수명을 현재 수준에서 두 배 이상 늘릴 계획이다.

배터리 단자를 위에서 옆으로 옮겨 에너지 효율과 쿨링 시스템을 강화한 새로운 폼팩터의 각형 배터리 및 모듈이 없는 CTP(Cell to Pack) 기술도 공개한다. CTP는 부품 개수를 35% 이상, 무게도 20% 줄인 기술로, 동일한 부피에서 고에너지 밀도와 혁신적인 비용 절감 구현을 가능하게 했다.

이 밖에 배터리에 화재가 발생하거나 충격이 가해질 경우, 발생할 수 있는 고열과 가스를 각형 배터리의 장점인 벤트(배출구)로 빠르게 배출해 배터리 간 열 전파를 최소화하는 열확산 방지 기술도 공개한다.

◆SK온, 18분 만에 80%까지 충전…'어드밴스드 SF' 배터리 공개 

SK온은 이번 전시회에서 18분 만에 셀 용량을 10%에서 80%까지 충전할 수 있는 '어드밴스드 SF' 배터리를 공개한다.

SF 배터리는 SK온이 2021년 처음 공개한 하이니켈 배터리다. 에너지 밀도는 9% 높이면서 급속충전 시간은 유지했다. SK온은 특수 코팅공법을 통해 음극 저항을 획기적으로 낮추고, 음극 정렬 공법을 적용해 리튬이온 이동 경로를 단축했다. 또 배터리 충전 속도를 최대화할 수 있는 분석 기술로 최적화된 급속충전 프로토콜까지 구현했다.

SK온은 급속충전 시간을 18분에서 15분으로 단축한 'SF+' 배터리도 선보인다. SK온만의 이중 레이어 구조에 고용량 실리콘과 저저항 흑연을 배치해 리튬이온 이동 거리를 줄이고, 이동 속도는 높였다. 고용량인 실리콘은 이동 거리를, 저항이 작은 흑연은 이동 속도를 각각 개선한다.

저온 성능을 개선한 '윈터 프로 LFP' 배터리도 공개한다. 일반적으로 LFP 배터리는 저온인 영하 20도에서 주행 거리가 50~70% 급감한다. 반면 윈터 프로 LFP 배터리는 에너지 밀도를 19% 높이고 저온에서 충전 용량과 방전 용량을 기존 LFP 배터리보다 각각 16%, 10% 늘렸다.

SK온의 올해 인터배터리 전시 주제는 ‘스피드 온’이다. 창사 후 처음 참가한 2022년 인터배터리에선 ‘출사표를 던지다’라는 의미의 ‘파워 온’을 슬로건을 내세웠다. 지난해에는 ‘확장, 발전한다’는 뜻으로 ‘무브 온’을, 올해엔 ‘성장을 가속하겠다’는 의미로 ‘스피드 온’을 채택했다.

SK온은 4개 구역으로 전시장을 꾸몄다. 혁신 기술을 앞세운 포트폴리오 다변화를 통해 글로벌 위상을 높이고 더 빠르게 성장하겠다는 포부를 담았다.