건전지도, 리튬이온배터리도 우리에게 익숙한 배터리는 대부분 길고 둥근 모양입니다. 왜 많은 배터리들은 이러한 원통 모양을 하고 있을까요? 그 이유는 무엇인지, 원통형 배터리의 특징은 무엇인지 함께 알아보겠습니다.
모양에 따른 배터리의 종류
배터리는 모양에 따라 크게 원통형, 파우치형, 각형으로 나뉩니다. 양극판과 음극판을 제조하고, 분리막과 전해질을 합쳐 만드는 것은 같지만 어떤 모양으로 조립하고 포장하느냐에 따라 구분되는 것인데요. 배터리의 형태에 따라 에너지 밀도도 다르고, 생산공정의 방식 및 난이도도 상이합니다.
원통형 배터리의 특장점
우리가 일상 속에서 가장 많이 접하는 배터리는 대부분 둥근 모양입니다. 원통형은 보통 배터리라고 하면 가장 먼저 떠올리는 모양으로, 가장 오래된 배터리 기술이기도 합니다. 원통형 배터리는 두루마리 휴지를 돌돌 말듯이 양극과 음극을 구부려 돌돌 마는 와인딩 방식으로 제조해 만들기도 쉬운 편이죠.
원통형 배터리의 가장 큰 장점은 가격 경쟁력입니다. 많은 대형 제조사들이 표준화된 규격에 맞는 충분한 설비를 갖추고 있어 각형이나 파우치 타입에 비해 많은 양을 빠르게 생산할 수 있죠. 원통형 배터리는 다양한 곳에서 활용되는 만큼 국제적인 규격과 기준을 갖추고 있습니다.
원통형 배터리의 종류
현재 전 세계에서 사용되는 원통형 배터리의 대부분은 ‘18650’과 ‘21700’ 두 종류입니다. 그리고 아직 개발 중인 4680(0)이 있는데요.
18650, 21700, 4680(0)은 원통형 배터리의 이름이자 규격을 나타냅니다. 18650 배터리는 지름 18mm, 높이 65mm에 원통형이라는 의미인 것이죠. 이때 배터리의 크기가 커지면 에너지 저장 용량도 함께 늘어난다고 생각할 수 있습니다.
소형 IT 기기부터 전기차 배터리까지, All-Rounder 원통형 배터리
지난 2001년, LG에너지솔루션의 전신인 LG화학이 세계 최초로 노트북용 원통형 리튬이온배터리(2200mAh)를 양산하면서 원통형 배터리가 소형 IT 기기에 탑재되기 시작했습니다. 이후에는 전동공구와 청소기 같은 중대형 IT 기기로 영역을 옮기면서 배터리 형태도 다양해지고, 순간적으로 큰 힘을 내야 하는 분야에도 많이 사용됐는데요.
현재는 전기차, ESS와 함께 전기바이크, 전동스쿠터와 같은 경전기이동수단(LEV, Light Electric Vehicle) 분야로 활용처가 확대되며, All-Rounder 배터리로 주목받고 있습니다.
4680의 등장과 원통형 배터리의 미래
2022년 현재, 원통형 배터리 분야의 화두는 ‘4680’일 것입니다. 많은 배터리 제조사들이 활발하게 연구와 개발을 진행하고 있는데요. 4680 배터리는 지름 46mm, 길이 80mm로 더 큰 에너지 밀도와 출력을 구현할 수 있어 차세대 원통형 배터리로 거론되며 시장의 기대를 받고 있습니다.
지금까지 원통형 배터리의 특징과 종류에 대해 살펴보았는데요. 앞으로 18650, 21700, 4680 등 각 원통형 배터리에 대해서도 자세히 살펴볼 예정이니 많은 관심 부탁드립니다!