하이브리드 자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 순수 전기차(BEV). 그리고 최근 주목받고 있는 전기 상용차까지! 모두 ‘배터리’가 탑재된다는 공통점을 가지고 있는데요. 때문에 배터리는 모빌리티의 성능을 결정짓는 핵심 역할을 한다고 말할 수 있습니다. 이러한 기술 트렌드를 일찍이 파악한 LG에너지솔루션은 기술 발전을 거듭하며, 전기차용 배터리로 파우치형 배터리 셀과 모듈을 선보이고 있습니다.
전기차 배터리 분야의 선두 주자 LG에너지솔루션
LG에너지솔루션은 전기차 배터리 산업을 이끄는 개척자로서 국내를 넘어, 글로벌 시장을 선도하고 있습니다. 2000년 파우치형 배터리 양산을 시작으로 2009년 세계 최초로 양산형 전기차에 배터리를 공급했으며, 이후 2012년 미국 미시간 홀랜드에 전기차 생산공장 설립, 2017년 폴란드 브로츠와프에 전기차 배터리 생산공장을 구축해 글로벌 경쟁력을 강화했죠. 여기서 그치지 않고 LG에너지솔루션의 혁신은 계속됐는데요. 2021년에는 세계 최초 NCMA 고용량 배터리를 개발하며 세간의 이목을 집중시켰습니다.
이러한 적극적인 행보 덕분에 LG에너지솔루션은 전기차 배터리 시장에서 굵직한 성과를 냈습니다. 무려 글로벌 자동차 31개 제조사와 함께 79건의 전기차 프로젝트를 수행했는데요. 셀(Cell)부터 팩(Pack)까지 다양한 포트폴리오를 확장해 왔습니다. 그 결과, 2009년부터 총 9억 1,200만 개의 셀이 하이브리드 자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV), 전기차(EV) 등 737만 6,000개의 전기차에 탑재됐습니다.
혁신적인 LG에너지솔루션의 배터리 기술력
글로벌 전기차 시장에 탑티어(Top-Tier)로서 입지를 다지고 있는 LG에너지솔루션! 고도화된 기술력을 바탕으로 전기차 배터리를 생산하고 있는데요. 과연 어떤 기술이 적용될까요?
먼저 LG에너지솔루션은 차별화된 양극재, 음극재를 리튬이온배터리에 사용합니다.
LG에너지솔루션의 리튬이온배터리는 ‘NCMA(니켈, 코발트, 망간, 알루미늄) 양극재’로 구성되는데요. NCMA 양극재를 사용하는 이유는 에너지 밀도와 주행거리를 대폭 향상시킬 수 있기 때문입니다. 니켈 함량(Ni)을 늘리면 배터리 용량과 에너지 밀도가 높아지고, 알루미늄 함량이 증가하면 배터리 안정성을 강화할 수 있습니다.
음극재는 차세대 소재로도 꼽히는 ‘실리콘 음극재’로 구성됩니다. LG에너지솔루션은 2019년 세계 최초로 실리콘 5%로 이루어진 음극재를 전기차에 적용시켰습니다. 특히 실리콘 음극재는 배터리 충전시간을 단축할 뿐만 아니라 주행거리를 보다 더 확보할 수 있다는 장점이 있죠.
또한 LG에너지솔루션은 혁신적인 공정 기술로 배터리를 생산하고 있습니다.
배터리 제조 공정 중 코팅 공정 단계에서는 ‘DLD(Double Layer Slot Die Coating)’ 기술을 적용하고 있습니다. 일반적으로는 활물질과 용매가 섞인 슬러리를 코터기(코팅 설비)를 통해 구리 포일과 알루미늄 포일에 얇게 코팅하게 됩니다. 반면 DLD 기술은 두 가지 종류의 전극 슬러리를 집전체에 동시 코팅하여, 바인더가 균일하게 분포될 수 있어 이는 곧 배터리 성능을 향상시킬 수 있습니다.
LG에너지솔루션의 기술력이 적용된 다양한 종류의 파우치형 배터리 셀과 모듈
LG에너지솔루션은 이러한 기술력을 적용시켜 파우치형 배터리 셀을 생산하고 있습니다. 특히 파우치형 배터리는 원통형 배터리보다 에너지 밀도가 더 높기 때문에 전기차 성능을 증가시킬 수 있습니다. 또한 파우치형 배터리는 길이와 넓이를 다양하게 조정할 수 있다는 장점이 있죠. 때문에 쓰임새에 따라 맞춤형 배터리를 제공할 수 있습니다.
그렇다면 LG에너지솔루션의 파우치형 배터리 셀은 어떤 특징이 있을까요? 높은 에너지 밀도와 전력으로 전기차 배터리 성능을 극대화시킬 수 있습니다. 장거리 운전을 위한 강한 에너지를 보유하고 있죠. 또 고출력 퍼포먼스를 낼 수 있어 에너지 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 마지막으로 배터리 디자인이 보다 자유롭게 설계할 수 있어 고객 맞춤형으로 제공할 수 있죠.
이러한 특징이 있는 LG에너지솔루션의 파우치형 배터리 셀은 총 4가지 제품이 있습니다. 파워 셀(Power Cell) 제품은 P41이 있고, 에너지 셀(Energy Cell) 제품으로는 E65D, E66C, E78을 선보이고 있죠.
또한 LG에너지솔루션은 파우치형 배터리 셀 여러 개로 구성된 모듈(Module)도 제공하고 있습니다. LG에너지솔루션의 모듈은 작지만 기능적으로 손색없는 사이즈로 높이와 넓이를 유연하게 변경할 수 있는데요. 다양한 모듈을 조합할 수 있어 전기차 배터리에 맞춤형으로 설계가 가능합니다. 더불어 효율적인 냉각 시스템도 탑재되어 있죠.
모듈은 총 4가지 제품으로 구성되어 있습니다. 숏 모듈(Short Module) 제품에는 P28.5, E66C가 있으며, 롱 모듈은 E78, 경량 모듈(Low Height Module)로는 E60이 있습니다.
지금까지 글로벌 전기차 배터리 시장에서 지속적인 발전과 혁신을 거듭하며 페이스메이커(Pace Maker) 역할을 하고 있는 LG에너지솔루션의 주요 업적부터 핵심 기술까지 살펴봤습니다. 그리고 이를 바탕으로 다양한 제품의 파우치형 배터리 셀과 모듈을 선보이는 것까지 확인할 수 있었는데요. 앞으로도 LG에너지솔루션은 파우치 배터리에 대한 기술 혁신을 계속해 나갈 것입니다.