[아하!] 각형? 원통형?…서로 다른 배터리 형태

[프라임경제] 전기차의 '심장'으로 가장 많이 쓰이는 것이 리튬이온배터리인데요. 리튬이온배터리는 구성 요소를 담는 형태에 따라 각형·원통형·파우치형으로 나뉘는데 완성차 업체가 어떤 모양의 배터리를 채택하느냐에 따라 배터리 시장이 들썩이곤 하죠.

실제로 지난해 폭스바겐이 "자사 전체 전기차 중 80% 이상에 각형을 탑재하겠다"고 하자 LG에너지솔루션(373220)과 SK온은 그동안 생산하지 않았던 각형 타입 배터리 시장에 뛰어들었습니다.

배터리 유형별 특징. ⓒ 프라임경제

LG에너지솔루션은 원통형과 파우치형, SK온은 파우치형, 삼성SDI(006400)는 각형 배터리를 주력으로 생산해오고 있는데요. 전기차 배터리 형태에 따라 어떤 점이 다른지 알아보도록 하겠습니다.

먼저 원통형 배터리는 흔히 일상생활에서 사용하는 'AA' 혹은 'AAA' 규격 건전지와 유사한 형태인데요. 표준화된 크기·디자인으로 대량생산이 가능해 원가를 절감할 수 있습니다. 부피당 에너지 밀도도 높은 편이죠. 

대신 공간 효율성이 낮고 무겁다는 단점이 있습니다. 또 전기차에 장착하려면 여러 개의 배터리를 하나로 묶어야 하기 때문에 배터리 시스템 구축 비용이 많이 듭니다.

최근 원통형 배터리는 제2의 전성기를 맞이했는데요. 진동에 약해 전기차보다는 청소기 등에 주로 사용됐지만, 테슬라에 원통형 배터리가 탑재되기 시작하면서 시장이 크게 성장했습니다.

삼성SDI의 전기자동차용 각형 배터리. ⓒ 삼성SDI

각형 배터리는 얇은 직육면체 모양으로, 알루미늄 캔으로 둘러싸여 있는데요. 

각형 배터리는 원통형 배터리보다 고용량으로 만들 수 있고, 원통형 배터리와 함께 금속으로 외관이 둘러싸여 있어 파우치형 배터리보다 외부 충격에 더 강합니다. 제작 공정 단계가 간소해 대량 생산 시 비용 절감이 가능하죠.

그러나 공간 효율이 낮고 에너지 밀도가 저하된다는 단점이 있는데요. 알루미늄 캔을 사용하기 때문에 무겁기도 합니다.

파우치형 배터리는 주머니와 비슷한 형태인데요. 다른 배터리와 달리 젤리롤을 사용하지 않고 양극, 음극 등 배터리 소재를 층층이 쌓아 내부를 채우는 방식이죠. 

공간 효율이 좋아 에너지 밀도가 높고, 외관이 단단하지 않아 다양한 형상으로 제조가 가능하다는 장점이 있습니다. 다만 생산 원가가 높은데요. 공정이 복잡하고 대량 생산에는 불리하다는 점도 단점으로 꼽힙니다. 

배터리 형태에 따른 장단점을 알아봤는데요. 테슬라가 중대형 원통형 배터리 양산을 추진하고 있어 이 배터리가 시장의 '게임 체인저'가 될 것이라는 전망이 나옵니다. 현재 각형 배터리가 세계 전기차 배터리 시장의 절반가량을 자치한 가운데 시장의 판도가 바뀔지 귀추가 주목됩니다.