'4680·LFP 동박 개발 완료' SK넥실리스 차세대 배터리 공략

SK넥실리스의 동박 생산 모습. (SK넥실리스 제공)

SKC 이차전지 동박 자회사 SK넥실리스가 4680 원통형 배터리와 리튬인산철(LFP) 배터리용 동박을 개발했다. 4680과 LFP 배터리는 최근 국내외 배터리 제조사와 완성차 업체에서 수요가 늘고 있는 제품이다.

4일 업계에 따르면 SK넥실리스는 4680 원통형 배터리에 적합한 고연신 동박 개발을 완료하고 복수 잠재 고객사와 공급을 협의하고 있다. 배터리를 만드는 글로벌 제조사 외에도 전기차 제조 업체와 계약을 추진 중이다.

4680 배터리는 지름 46㎜에 높이 80㎜인 원통형 배터리로 이전 세대인 2170(지름 21㎜, 높이 70㎜) 배터리 대비 에너지 용량을 5배 이상 늘릴 수 있는 차세대 배터리로 주목받는다.

성능을 향상시키면서 대량 생산에 적합해 테슬라를 필두로 많은 완성차 제조사가 4680 규격 채택 움직임을 보이면서 국내외 배터리 제조사들이 양산을 서두르고 있다. 이에 SK넥실리스도 4680에 맞는 동박 양산을 준비하고 있는 것이다.

동박은 이차전지에서 음극을 형성하는 소재지만 원통형·각형·파우치형 등 배터리 폼팩터별로 요구되는 물성이 각각 다르다. 소재를 적층하는 파우치와 각형 배터리의 경우 보다 강도가 높은 동박을 써야 품질을 확보할 수 있다.

원통형 배터리는 양극과 분리막, 음극 등 배터리 구성소재를 차례로 말아서 셀을 만들기 때문에 높은 연신율(양쪽을 잡아당겨 늘어나는 비율)을 요구한다. SK넥실리스는 고연신 동박을 개발하고 4680 시장 공략할 채비를 마쳤다.

국내외 배터리 제조사들이 올해 하반기부터 4680 배터리 양산을 시작하는 만큼 SK넥실리스도 이르면 연내 이에 대응하는 동박 생산을 시작할 전망이다.

SK넥실리스는 LFP 배터리 대응 제품 개발도 마쳤다.

LFP 배터리의 경우 삼원계 배터리 대비 가격이 저렴하지만 무겁고 에너지 밀도가 낮기 때문에 고용량화와 경량화가 필수적이다. 이를 위해서는 같은 무게에 보다 많은 음극재를 탑재할 수 있는 극박이 필요하다. SK넥실리스가 개발한 LFP 동박은 두께가 5마이크로미터(μm) 이하다.

SK넥실리스는 극박 분야에서 높은 경쟁력을 가진 것으로 평가받는다. 이를 기반으로 LFP 맞춤형 동박을 개발하고 대량 공급 준비를 완료했다. 일반적으로 극박은 단가가 높은 제품으로 분류되지만 LFP 배터리는 가격 경쟁력 확보가 중요한 요소인 만큼 생산성과 공정을 개선해 적정한 가격에 공급하는데 초점을 맞췄다.

회사 관계자는 “국내 배터리 제조사들이 내년 하반기부터 LFP 배터리 생산을 공식화한 만큼 이에 맞춰 LFP용 동박 양산이 가능하도록 준비하고 있다”고 밝혔다.

SK넥실리스는 파우치형, 원통형, 각형 등 폼팩터 뿐만 아니라 삼원계와 LFP 등 모든 배터리 종류에 요구되는 특성을 반영한 동박 레시피 기술을 완성했다. 레시피는 동박 물성 구현을 위한 구리 용해액 배합을 뜻한다.

SK넥실리스 관계자는 “모든 배터리 폼팩터에 대응 가능한 제품 라인업을 확보하면서 다양한 물성의 동박을 적시 양산할 수 있는 기술력을 갖췄다”면서 “레시피 기술을 기반으로 배터리 제조사 수요에 대응할 수 있는 고강도, 고연신, 고내열, 초극박 등 프리미엄 라인업을 꾸준히 확장할 계획”이라고 말했다.

한편 SK넥실리스는 최근 수원 연구소 내에 자체적으로 배터리 셀을 제조할 수 있는 배터리 셀 시험제조 설비를 구축했다. 직접 배터리 셀을 제작해 고객사 수요를 반영한 제품을 선제적으로 개발, 검증하기 위한 설비다. 이를 통해 양극과 음극의 종류, 함량에 따른 최적의 동박 물성을 도출할 수 있다. 현재 파우치형 셀과 코인형 셀의 제조가 가능한 단계이며, 향후 원통형, 각형 셀 제조로 확대할 계획이다.

정현정 기자 iam@etnews.com