전기차 배터리, 모양을 보면 삼국지가 보인다?
원통형, 각형, 파우치형 배터리에 대하여
전기차의 심장이라고 불리는 배터리! 혹시 배터리의 모양이 어떻게 생겼는지 아시나요? 배터리라고 하면 네모난 모양을 생각하기 쉽지만, 네모난 배터리 말고도 두 종류의 배터리가 더 있습니다. 오늘은 배터리를 모양에 따라 구분하고 모양에 따른 배터리의 특징에 대해 알아보겠습니다.
Tesla's Pick! 원통형 배터리
원통형 배터리는 우리가 아는 건전지처럼 생긴 배터리를 말합니다. 테슬라에 들어가는 배터리의 이름을 보면 "18650" 같은 숫자 이름이 보이는데요. 다섯 자리 숫자 이름을 가진 배터리들은 전부 원통형 배터리로, 지름 18mm, 높이 65mm의 원통형(0) 배터리를 뜻합니다.
장점 : 원통형 배터리는 전기차 이전에도 여러 제품이 쓰여왔기 때문에 이미 규격화가 완료되었다는 장점이 있습니다. 원통형 배터리를 생산하는 업체들이 많아, 가격 또한 저렴합니다.
단점 : 원통형 배터리는 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있습니다. 테슬라 한 대에는 3000개의 원통형 배터리가 네모난 프레임 안에 촘촘하게 들어가게 됩니다. 그런데 네모난 박스 안에 원기둥이 들어가면 중간중간에 틈이 생기겠죠? 그래서 공간 대비 에너지 밀도가 낮아지는 것입니다.
배터리 회사 : 원통형 배터리를 생산하는 회사로는 중국의 CATL이 대표적입니다. 이 외에도 초기 테슬라에 배터리를 공급했던 파나소닉, 원통형 배터리도 일부 생산하고 있는 LG에너지솔루션도 주목해야 합니다.
전기차 회사 : 원통형 배터리를 사용하는 전기차 회사는 테슬라, 루시드 등이 있습니다. 전기차 배터리가 일반적이지 않던 시절, 테슬라는 저렴하고 쉽게 배터리를 공급받고자 원통형 배터리를 채택했으며 지금까지도 유지하고 있습니다.
세계에서 가장 많이 쓰이는 각형 배터리
각형 배터리는 이름처럼 네모난 모양을 가진 배터리입니다. 각형 배터리는 현재 전기차 배터리 중 가장 점유율이 높은데요. 그 이유를 살펴보겠습니다.
장점 : 각형 배터리는 알루미늄 케이스 덕분에 내구성이 가장 좋습니다. 게다가 네모난 모양 덕분에 조립하기도 쉽고, 대량 생산 시 단가도 저렴합니다.
단점 : 무겁고 열 방출이 심해 별도의 냉각 장치가 필요합니다. 그리고 원통형 배터리와 마찬가지로 네모난 케이스 안에 비어있는 공간이 생겨 에너지 밀도가 낮다는 것도 아쉬운 점이죠.
배터리 회사 : 각형 배터리를 생산하는 배터리 회사의 1대장은 중국의 CATL입니다. CATL은 배터리 업계 점유율 1위 회사이기도 합니다. 우리나라에서는 삼성SDI가 각형 배터리를 생산합니다.
전기차 회사 : 각형 배터리는 안전하다는 특성 때문에 유럽의 자동차 회사들이 선호합니다. BMW, 포르쉐 등의 전기차에 각형 배터리가 들어가며, 폭스바겐도 최근 중국 시장을 공략하기 위한 전략의 일환으로 각형 배터리를 메인으로 가져가겠다고 선언했습니다.
우리나라 회사들이 주력하는 파우치형 배터리
파우치형 배터리는 주머니처럼 생긴 팩에 들어간 배터리입니다. 굳이 비교하자면 핫팩이랑 비슷하게 생겼는데요. 최근 들어 점유율을 높여가고 있는 파우치형 배터리에 대해 알아볼까요?
장점 : 파우치형 배터리는 모양을 자유자재로 만들 수 있습니다. 또한 파우치 형태라서 무게도 가볍죠. 각형, 원통형 배터리와 비교했을 때 에너지 밀도도 높은 편이고, 더 오래갑니다.
단점 : 생산단가가 높으며, 다른 배터리에 비해 내구성이 떨어집니다.
배터리 회사 : 파우치형 배터리를 생산하는 대표적인 회사는 LG에너지솔루션, SK이노베이션입니다. 작년 한해 우리나라 배터리 회사들이 성장하면서 파우치형 배터리 사용량이 많이 증가했죠.
전기차 회사 : 파우치형 배터리를 선호하는 전기차 회사에는 현대기아차, GM 등이 있습니다. 파우치형 배터리는 공간 활용도도 높고 대용량도 적합해 점점 많은 전기차 회사들이 파우치형 배터리를 도입하려고 합니다.
원통형 vs 각형 vs 파우치형, 점유율은?
과거에는 각형 배터리의 점유율이 60%를 넘었었고, 원통형 배터리와 파우치형 배터리가 뒤를 이었습니다. 하지만 점점 파우치형 배터리의 점유율은 높아지고 있으며 작년에는 2:5:3 정도로 점유율이 조정되었습니다. 업계에서는 파우치형 배터리가 미래 배터리 시장을 주도할 것이라고 예측하기도 하죠. 하지만 각 배터리 종류의 단점을 개선하기 위한 기술들이 계속 개발되고 있어 어떤 모양의 배터리가 표준이 될 지는 지켜봐야 할 일입니다.
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