대세는 원통형, 배터리 한·일전 '후끈'

테슬라가 문을 연 원통형 배터리 시장이 불붙고 있다. 글로벌 이차전지 시장을 주도하고 있는 국내 배터리 3사뿐만 아니라 일본의 파나소닉까지 4680(지름 46㎜·높이 80㎜) 원통형 배터리 생산을 확대하겠다고 나섰다. 4680은 원통형 배터리의 '게임 체인저'로 평가되고 있으며 7년 이후 시장 규모는 9배 이상 확대될 전망이다.

17일 대만 디지타임스에 따르면 파나소닉은 미국 캔자스주 데 소토에 건설 중인 전기차 배터리 공장에 40억달러(약 5조2900억원)를 추가 투자하는 방안을 검토 중이다. 디지타임스는 "새 시설은 테슬라를 위한 원통형 배터리 4680을 생산할 것으로 예상된다"고 밝혔다.

파나소닉이 전기차 캐즘(일시적 수요 둔화)에도 대규모 투자를 검토한 이유는 경쟁이 치열해진 원통형 배터리의 생산능력(CAPA)을 끌어올려 물량 싸움에서 밀리지 않겠다는 계획을 세운 것으로 풀이된다. 4680은 기존 2170(21㎜ x 70㎜) 대비 용량은 5배, 출력은 6배까지 개선해 에너지밀도를 높인 차세대 배터리로 국내 배터리 3사도 앞다퉈 개발에 뛰어든 상태다.

양산 일정이 가장 빠른 기업은 LG에너지솔루션이다. 김동명 CEO(최고경영자) 사장은 지난달 열린 배터리산업협회 이사회에 참석해 기자들과 만나 "4680 배터리는 오는 8월부터 양산한다"며 "한두 달 정도 달라질 수 있으나 우선 한국에서 (4680 양산을) 시작할 것"이라고 말했다.

LG에너지솔루션은 지난 2022년 6월 충북 오창 2공장에 5800억원을 투자해 총 9GWh 규모의 4680 양산 설비를 구축하겠다고 밝혔다. 또 미국 애리조나에 세우고 있는 신규 생산공장에선 당초 2170을 양산하려고 했으나 고객사 요구에 따라 제품을 46시리즈로 변경했다. 회사는 올해 오창을 시작으로 내년 말 애리조나 공장에서도 4680 배터리를 양산하고 생산거점은 중국 난징 공장까지 확장할 것으로 예상된다.

지난해 상반기 천안 공장에 46파이 배터리 양산 라인을 구축한 삼성SDI는 올해 말까지 양산 준비를 마무리하고 내년부터 본격 생산할 예정이다. 이는 기존 계획보다 1년 앞당긴 것으로 최윤호 CEO는 이달 초 열린 인터배터리에서 "(46파이 배터리 양산은) 2025년 초면 충분히 할 수 있다"며 자신감을 드러냈다.

파우치형 배터리만 양산 중인 SK온도 원통형 배터리 개발에 뛰어들었다. 최재원 수석부회장은 올해 1월 열린 'CES 2024' 현장에서 "원통형도 고민하다가 개발을 (상당 수준까지) 했다"며 "양산 시점은 고객들이 원하는 시기에 맞출 것"이라고 말했다. 이석희 CEO도 최근 열린 산업부 배터리 얼라이언스에서 "(46파이 배터리 시제품을) 곧 만들 것"이라고 밝힌 바 있다.

4680은 전기차의 공간 효율성을 넓힐 수 있는 장점도 있다. 원통형 배터리는 기본적으로 셀 용량이 낮아 전기차에 활용되면 탑재량이 늘어나게 된다. 18650의 경우 7000개 이상이, 2170은 4000개 이상을 필요로 한다. 하지만 4680은 셀 하나당 용량을 높인 만큼 사용 개수가 적게는 수백 개까지 감소해 차량 내부의 공간을 다양하게 활용할 수 있다.

앞으로 4680 배터리 수요는 크게 증가할 것이란 분석이 나온다. 시장조사업체 SNE리서치는 "BMW, 다임러, 루시드, 니오 등이 4680 배터리 탑재를 발표하는 등 4680 열풍이 전 세계적으로 불붙고 있다"며 "전기차향 4680 수요는 2025년 약 72GWh에서 2030년에는 650GWh 규모로 전망된다"고 전했다.