[르포] 배터리 증설 멈춰도 장비 혁신은 지속…미래 준비하는 CIS 공장

"음극 공정 생산력 2배·비용 50% 낮춘 '하이브리드 코터' 고객사 호평"

(지디넷코리아=김윤희 기자)(대구=김윤희 기자) 공장 건물 입구부터 시작된 대형 설비는 100m 폭으로, 전체 내부 공간을 가로지를 만큼 거대했다. 배터리 핵심 소재인 음극 제조에 필요한 ‘코터’다. 함께 설치된 롤프레스, 슬리터 등 장비들까지 합하면 공장 내부 면적 중 절반을 채웠다.

이런 음극 제조 장비들은 평시대로라면 조립된 이후 성능 테스트를 거치고, 다시 부품 하나 하나 분해된 뒤 자리를 비우게 된다. 부품 상태로 배터리셀 공장에 옮겨진 뒤, 공장 현장에서 장비로 재조립된다. 양산형 제품이 아니라, 고객사 요구사항에 맞춰 주문제작되기 때문에 이처럼 개발이 끝난 장비가 그대로 놓여 있는 것은 일반적이지 않다. 전기차 및 배터리 업황이 긍정적일 당시 고객사가 발주했지만, 이후 업황이 둔화되면서 출하가 지연된 장비다.

지난달 25일 대구 달서구 성서산업단지 씨아이에스(CIS) 3공장에서 만난 회사 관계자는 “작년에는 배터리 3사 투자가 없었다”며 “이차전지 부문 사업 공백을 디스플레이 장비 사업을 확대하며 타격을 상쇄했다”고 말했다.

CIS 3공장에 보관된 코터

배터리사 ESS 전환 속 음극 장비 기업도 대응 분주

CIS는 배터리 음극 공정 장비 제조 기업으로, 우리나라와 일본 배터리셀사들을 고객사로 두고 있다. 롤프레스를 최초로 국산화하는 등 주요 장비 기술 기업으로 꼽힌다.

CIS에 따르면 배터리셀 생산라인 약 1GW마다 음극 공정 장비 한 세트가 투입된다. 개별 부품 설계까지 장비 제작에 필요한 모든 공정을 자체적으로 맡아 개발하고, 고객사가 생산할 배터리에 맞춰 테스트도 필요한 만큼 장비 제작에 1년 가량을 고스란히 쏟아야 한다.

과거 배터리 공장 증설이 활발하던 시기에는 CIS도 공장 부지가 부족해 고객사 발주량을 전부 감당하지 못할 정도로 장비 주문이 밀려들었다. 그러나 배터리 증설 경쟁을 이끌어내던 전기차 수요가 최근 몇 년간 둔화되면서, 과거 고객사가 발주한 일부 장비 출하도 지연되고 있다.

그럼에도 회사와 배터리셀사의 협력은 여전히 활발한 편이다. 시장 변화에 따라 배터리셀사들은 증설을 멈추고, 기존 전기차 배터리 생산라인을 대거 에너지저장장치(ESS) 배터리용으로 전환 중이다. 이 과정에서 장비 성능 조정도 필요하다. 이를 위해 다수 인력이 고객사 공장에 투입된 상황이다.

CIS 성서 사업장에 설치된 롤프레스

CIS 관계자는 “ESS 배터리 음극의 경우 전기차용 대비 코팅 두께가 늘어나는 편이라 압연이 더 많이 필요하고, 설비들이 받는 하중도 늘어날 수 밖에 없다”며 “이에 맞춰 고객사 공장에 설치된 설비 스펙들을 다수 조정하고 있다”고 덧붙였다.

음극 핵심 소재인 동박 성능이 고도화되는 추세에 발 맞춰야 한다는 숙제도 있다. 회사 관계자는 “초극박, 고연신 등 고성능 동박의 경우 기존 장비에선 불량이 발생해 수율이 떨어질 수 있다”며 “품질 문제 없이 사용할 수 있도록 장비 성능을 지속 보완하고 있다”고 답했다.

"음극 공정 혁신, K배터리 경쟁력 기여"…차세대 하이브리드 건조 코터 개발 한창

저가 경쟁이 심화되면서 배터리 장비도, 이전보다 우수한 생산 효율을 달성하면서도 투입되는 비용이나 시간은 최소화하는 것이 화두다. CIS 차세대 제품인 하이브리드 건조 코터는 기존 코터 대비 생산능력은 두 배로 늘리면서도 전기료나 장비가 차지하는 면적 등을 감안하면 운용 비용을 절반까지 줄일 수 있어 이같은 수요에 부합한다는 설명이다.

회사 관계자는 “기존 코터는 100m에 가까운 대형 설비로, 시장에서 기술이 충분히 검증됐지만 최근에는 생산성과 더불어 에너지 효율성, 운영 비용 감축도 고객사가 요구하는 추세”라며 “레이저와 열풍을 결합해 설비 길이를 절반으로 줄이면서도 에너지 사용량은 25% 가량 줄이는 하이브리드 건조 코터를 개발했다”고 덧붙였다.

CIS 성서 사업장에서 테스트 중인 하이브리드 건조 코터

CIS는 고객사와 하이브리드 건조 코터 품질 테스트를 진행 중이다. 테스트를 위해 가동되는 장비에서 발생하는 100~110도 수준의 열 때문에 공장 내부는 바깥과 달리 초여름 수준 기온을 보였다.

회사 관계자는 “설비 테스트 결과가 매우 좋아 국내 배터리사와 적용을 염두한 협력을 진행 중”이라며 “실제 생산 효율 개선 수준은 고객사 양산라인에 투입돼야 정확한 결과가 나오는데, 자체 테스트 결과로는 최소 30% 이상 개선은 자신하고 있다”고 강조했다.

마찬가지로 배터리셀사들이 제조 원가 절감을 위해 꾸준히 개발 중인 것이 건식 전극 공정이다. CIS도 고객사 수요에 맞춰 건식 공정 장비를 개발하고 있다.

 

CIS 성서 사업장

CIS 관계자는 “습식 대비 건식 장비는 차지하는 면적을 20분의 1 정도로 줄일 수 있어 배터리 단가 절감에도 도움이 된다는 개념으로 접근하고 있다”며 “건식 장비를 안정화해 타사보다 시운전을 빠르게 마무리하고, 시장에 공급할 수 있는 체계를 갖추는 것이 현재로선 급선무”라고 답했다.

이같은 단가 경쟁에서 강력한 경쟁 상대인 중국 기업들의 공세에 대항하는 것은 업계 전반의 숙제다. CIS는 이런 경쟁에 최대한 발 맞추면서도, 꾸준한 강점인 품질과 안정성을 지속적으로 확보하겠다는 전략이다.

CIS 관계자는 “중국 장비와의 경쟁은 단가 부분이 제일 취약하고, 제품의 안정성과 효율은 저희가 월등히 뛰어나다”며 “눈높이가 높은 우리나라와 일본 기업들을 고객사로 두고 있어 제품 수준은 많이 끌어올려놓은 상태이고, (그럼에도)단가 경쟁력 강화를 위해 중국 기업과의 제휴도 고민하고 있다”고 설명했다.

김윤희 기자(kyh@zdnet.co.kr)