“AI가 셀 하나당 100여곳 불량검사”… K배터리, ‘캐즘 늪’ AI로 건넌다

국내 배터리업계가 인공지능(AI) 도입에 총력을 다하고 있다. AI를 활용해 제조 혁신과 비용 절감, 수익성 개선을 동시에 실현해 전기차 캐즘(일시적 수요 정체)과 중국 업체들의 공세에 대응하겠다는 구상이다.

30일 업계에 따르면 SK온은 4월 초 미국 조지아주 SK배터리아메리카 등 생산거점의 주요 배터리 공정에 AI 모델을 적용해 성능을 고도화했다. 기존 비전 설비에 이상 탐지, 분류, 영역 분할, 비전언어모델(VLM) 등 AI 모델을 적용한 것이 특징이다.

우선 배터리 출하 직전 단계인 최종 외관검사에 AI를 도입했다. 업계 최초의 시도다. 셀 외관에서 발생하는 불량을 걸러내는 이 검사는 배터리 셀 1개당 100개 이상의 영역을 확인해야 하는 고난도 작업이다. 그간 정해진 기준값에 따라 이미지를 선별하는 일반 비전 검사와 작업자의 전수 검사를 병행해 왔으나 육안검사에 따른 피로도와 효율성 저하가 고질적인 문제로 지적돼왔다.

이번 신규 모델 적용으로 운영 효율이 기존 대비 100% 향상되고, 검사 인원 재배치 등으로 인해 연간 약 100억원에 달하는 원가 절감 효과를 거둘 것으로 회사 측은 기대한다. SK온은 연내에 해당 공정의 효율을 150% 이상으로 끌어올린다는 방침이다.

탭 용접 공정과 엑스레이 검사 단계에서도 AI 적용을 통해 효율성을 높였다. 탭 용접은 전기가 흐르는 단자의 접합 상태를, 엑스레이는 내부 전극의 적층 상태를 확인하는 필수 과정이다. 기존에는 설비 검사 후 사람이 다시 한번 전수 확인하는 이중 구조였으나, AI 적용 이후 검사 인력을 최적화할 수 있었다고 한다. 미국 공장 기준 해당 공정들의 운영 효율은 약 400%가 높아졌다.

다른 배터리 업체들도 AI 도입에 공을 들이고 있다. LG에너지솔루션은 소재 탐색, 전해질 분자 설계, 셀 설계 최적화, 수명 예측, 실험 자동화 전반에 AI를 활용하고 있다. 최근에는 인공지능 전환(AX)를 통해 2028년까지 전사 생산성을 50% 개선하겠다는 목표도 내놨다. 김동명 LG에너지솔루션 최고경영자는 “AX를 통해 ‘핵심 자산 및 인재 중심’으로 게임의 룰을 바꿔야 한다”고 강조했다.

삼성SDI도 지난해 생산 설비, 공정, 품질 등 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 바탕으로 생산 계획을 관리해주는 ‘생산 실행 시스템(MES)’ 전환을 마무리했다. MES는 정밀한 작업이 요구 되는 배터리 생산 과정을 실시간으로 관리하고 추적해 품질과 생산 효율을 높이는데 도움을 준다. 또 품질 검사 공정에서는 비전 AI를 적용해 외관 불량을 판별하고 있다.

업계에선 AI 도입은 이제 필수가 됐다고 본다. 제품 개발 속도와 품질, 수율을 개선하고 새로운 기술을 개발하는데 AI 경쟁력이 핵심이라는 판단이다. 업계 관계자는 “AI는 연구개발뿐 아니라 실제 생산 현장의 수율과 품질 경쟁력을 좌우하는 핵심 인프라가 되고 있다”며 “공정별 특성에 맞는 AI 모델을 통해 글로벌 생산거점 전반의 제조 경쟁력을 강화해 나가는 흐름이 이어질 것”이라고 말했다.

허경구 기자 nine@kmib.co.kr

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