[Tech 스토리] 원통형·파우치·각형 배터리...앞으로 대세는

기사입력 : 2023년01월01일 10:29

최종수정 : 2023년01월01일 10:29

배터리 모양별 장단점...에너지 밀도, 공정 난이도 등 차이
글로벌 각형 점유율 65%로 1위 차지...원통형·파우치형↓

기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 신수용 기자 = 전기차 배터리 업계의 화두는 배터리의 안정성과 효율성입니다. 화재로 이어질 수 있는 외부 충격에 강하지만 저렴한 비용으로 높은 에너지 밀도를 가진 배터리를 만들고 싶어 합니다. 배터리의 형태에 따라 장단점이 뚜렷합니다. 공정 난이도, 공간 활용도, 중량 등 여러 면에서 차이가 있습니다.

이차 전지 시장의 대부분을 차지하는 리튬 이온 배터리는 어떤 형태냐에 따라 원통형·각형·파우치 배터리로 나누어집니다.

원통형 배터리는 동그랗고 기다란 형태의 실린더형 배터리로 일상에서 사용하는 건전지와 유사한 형태입니다. 표준화된 치수로 대량 생산할 수 있어 안정적인 수급이 가능합니다. 이에 가격 경쟁력이 높고 공정 난도도 낮습니다.

[사진=테슬라] 신수용 기자 = 세계 최초의 리튬이온이차전지가 원통형 18650이며, 이후 모델이 2170이고 최신 모델이 4680이다. 2022.12.30 aaa22@newspim.com

똘똘 말린 원통형으로 내부 압력을 견디는 힘도 뛰어나 안정성이 높습니다. 다만 다른 배터리에 비해 부피 당 에너지 밀도가 낮고 수명이 짧습니다. 원통형은 전기차 공간 내부에 유휴 공간을 많이 만들어 내는 모양의 특성상, 공간 활용엔 불리합니다.

주요 제조사로는 LG에너지솔루션(이하 LG엔솔)과 파나소닉 등이 있고, 자동차 제조사로는 테슬라가 있습니다.

파우치형 배터리는 배터리를 둘러싼 외관이 얇아 가볍고, 다양한 형태로 만들 수 있다는 장점이 있습니다. 장시간 주행이 가능할 만치 높은 에너지 밀도를 자랑하지만 대량 생산이 어렵고 공정 난이도가 높아 생산 비용이 높습니다.

외관이 단단하지 않아 외부 충격에 약해 안정성이 부족하다는 평가도 있습니다.

LG엔솔, SK온, 삼성SDI 등 국내 기업은 대부분 파우치형 배터리를 만듭니다. 현대기아차, 메르세데스-벤츠, 르노-닛산, 볼보 등이 파우치형 배터리를 사용합니다.

각형은 파우치와 모양은 비슷하지만, 직육면체 형태에 더 가깝습니다. 내구성이 뛰어나 다른 배터리에 비해 높은 안정성이 장점입니다. 공정 단계가 파우치형보다 적어 대량 생산에도 더 유리합니다.

단점으론 알루미늄 캔을 사용하기에 무게가 무거워 다른 배터리에 비해 주행거리가 짧습니다. 알루미늄 캔을 사용하기에 열 방출에 어려움이 있어 별도의 냉각장치가 필요해 생산 비용도 높습니다.

주요 제조사로는 중국의 CATL과 삼성SDI가 자리합니다. 각형 배터리를 사용하는 자동차 브랜드는 BMW, 아우디, 포드, 포르쉐, 도요타, 폭스바겐 등이 있습니다.

세 가지 형태 중 비중이 사용 비중이 가장 높은 배터리는 각형입니다. 시장조사 업체 SNE리서치에 따르면 2018년 각형 점유율은 56.6%였지만 올해 상반기엔 65%로 1위를 차지하고 있습니다. 파우치는 20%, 원통형은 14%를 차지하고 있습니다. 파우치와 원통형은 지난해 상반기 대비 각각 7%, 5%로 점유율이 떨어졌지만 각형은 12% 증가했습니다.

각형의 점유율 증가세는 지속될 전망입니다. 폭스바겐이 2030년까지 자사 전기차 배터리의 80%를 각형으로 바꾸겠다는 '배터리 로드맵' 발표를 하면서 입니다. 폭스바겐은 일본 토요타와 함께 세계 1~2위를 다투는 자동차 기업으로 전기차 시장에서도 테슬라와 함께 1~2위를 차지할 가능성이 높습니다.

폭스바겐은 생산 전략도 내놓았습니다. 스웨덴 배터리 기업 노스볼트와 손잡고 유럽에 6개 공장을 짓겠다는 계획입니다. 배터리 공장 규모는 무려 240GWh로 지난해 LG엔솔 전체 생산량의 두 배에 해당합니다.

배터리 업계 관계자는 "각형은 중국에서 많이 사용하는 배터리인데, 폭스바겐 매출의 40%가 중국에서 나온다"며 "각형은 중대형으로 사용하기에 기술적으로 안정적인 측면이 많다"고 말했습니다.

이어 "원통형은 천 단위의 배터리가 전기차에 필요하지만, 다른 건 백 단위로 배터리가 많이 필요한 만큼 셀 관리에 더 많은 리스크가 있는 셈"고 덧붙였습니다.

aaa22@newspim.com

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청해부대 작전구역 오만 남방까지 넓힌다 [서울=뉴스핌] 오동룡 군사방산전문기자 = 정부가 청해부대 작전구역을 소말리아 아덴만에서 오만 남방 해역까지 넓히고, P-8 해상초계기 1대와 폭발물처리반(EOD), 무인 소해전력을 추가 파견한다. 파견 인원은 75명 늘어 395명 이내가 된다. 파견 기한은 2027년 12월 31일까지다. 2009년 부대 창설 이후 고정익 항공기 편입은 처음이다. 국방부 관계자는 3일 백브리핑에서 "다음 주 차관회의와 국무회의를 거쳐 동의안을 국회에 제출하겠다"며 "올해 말까지는 통과돼야 한다"고 말했다. 현행 파견 임무는 12월 31일 끝난다. 임무에는 '항행의 회복 지원'이 새로 추가된다. 증원 내역은 EOD 30명, 초계기 45명이며 대부분 간부다. 무인 전력은 수상정과 잠수정 각 2세트로, 소해함은 보내지 않는다. 청해부대 왕건함(DDH-978)이 고속단정(RIB) 3척과 함께 해상 기동을 하고 있다. 정부는 청해부대 작전구역을 오만 남방 해역까지 넓히고 P-8 해상초계기 등을 추가 파견하는 동의안을 국회에 제출할 계획이다. [사진= 해군] 2026.11.05 gomsi@newspim.com 정부가 내세운 명분은 해적이다. 소말리아 해적 활동은 2025년 11건에서 올해 현재까지 36건으로 3배 넘게 늘었다. 연합 전력이 홍해와 호르무즈로 쏠린 공백을 파고들었다는 설명이다. 호르무즈 봉쇄로 홍해행 선박은 7~8배 늘었다. 후티와 사우디의 교전 탓에 청해부대 작전 구역은 600여마일에서 300여마일로 줄었다. 거점은 지부티가 유력하지만 확정되지 않았다. 국방부는 동의안 제출 뒤 지부티와 협상하고, 국회 동의와 지부티 협의가 끝나면 초계기를 사흘가량 준비해 보낸다는 계획이다. P-8의 작전 반경은 1200마일, 임무 시간은 4시간이다. 국방부는 "현재 능력으로는 이란 탐지가 불가능하다"고 했다. 쟁점은 호르무즈 연계가 될 것으로 보인다. 국방부는 '전쟁 불개입'을 첫 원칙으로 내걸고 "호르무즈와 전혀 관계없다"고 했다. 그러나 EOD와 무인 소해전력 파견에 대해서는 "허용적 환경이 될 때를 대비하지 않을 수 없다"며 "그 부분도 고려했지만 주는 아니다"라고 했다. '허용적 환경'은 미국·이란 종전이나 양측 양해각서(MOU) 체결로 항행의 자유 작전이 시작되는 경우로 정의했다. 실제 호르무즈에 투입할 때는 새 동의안을 받겠다고 했다. 현재 호르무즈 일대 기뢰 작전은 미국만 수행하고 있다고 국방부는 전했다. 지휘권은 합참의장이 갖는다. 국방부는 '독자 지휘체계'를 4대 원칙의 하나로 제시했다. 다만 청해부대가 연합 작전과 담을 쌓아온 것은 아니다. 연합해군사 대해적작전부대(CTF-151)는 연합해군사(CMF) 예하 부대이고, CMF 사령관은 미 해군 중부사령관과 5함대사령관을 겸하는 미 해군 중장이다. 청해부대 작전구역 확대 개념도. 정부는 소말리아 아덴만에서 오만 남방 해역까지 임무구역을 넓히고, P-8 해상초계기 1대를 추가 파견할 계획이다. 구역 경계는 대략적으로 표시했다. [이미지= AI 생성] 2026.11.05 gomsi@newspim.com 한국은 2010년 이범림 준장이 처음 CTF-151을 지휘했고, 2023년에는 고승범 준장이 지휘한 집중 작전에 청해부대 이순신함이 참가했다. 올해 8월 23일에는 윤현우 대령이 영국 해군으로부터 CTF-151 지휘권을 넘겨받았다. 그럼에도 이번 국방부 기자실 백브리핑에서는 P-8과 EOD의 CTF-151 편입 여부가 다뤄지지 않았다. 미군과의 감시·정찰 협력 수준을 묻는 질문에 국방부는 "추가 논의가 필요하다"고만 답했다. 다만, 정보 공유는 관련국과 수시로 해야 한다고 했다. 일본은 먼저 이 길을 갔다. 일본 해상자위대 P-3C는 CTF-151 사령부와 조율해 초계 구역을 정하고, 수집 정보를 관련 기관과 공유한다. '독자 지휘'에는 전례가 있다. 2020년 1월 정부는 청해부대 작전구역을 오만만과 아라비아만까지 넓히면서 미국 주도 호르무즈 호위연합인 국제해양안보구상(IMSC)의 통제 대신 한국군 단독 지휘를 택했다. 대신, 바레인에 있는 호위연합 본부에 연락장교 2명을 보냈다. 당시 이 결정은 미국의 요구에 응하면서도 이란과의 관계를 지키려는 절충으로 해석됐다. 일본도 같은 시기 원유 수급과 대미·대이란 관계를 함께 고려해 호위연합에 불참하고 독자 정보수집 활동을 택했다. 이번에도 국방부는 영국·프랑스 주도 이니셔티브에 연락장교를 파견했고, 이란에는 "우리를 비난하거나 공격 대상으로 삼지 않도록 충분히 설명하겠다"고 했다. 2024년 10월 1일 경기 성남시 서울공항에서 열린 건군 76주년 국군의 날 기념식에서 해군 P-8A 해상초계기가 전투기 호위를 받으며 비행하고 있다. 정부는 청해부대에 P-8 1대를 추가 파견할 계획이다. 청해부대에 고정익 항공기가 편입되는 것은 2009년 창설 이후 처음이다. [사진= 뉴스핌DB] 2026.11.05 gomsi@newspim.com 미국의 반응은 변수다. 국방부는 미측이 원하는 호르무즈 기여와 거리가 있다는 점을 인정하면서 "한미 소통은 아직 시작도 안 했다"고 했다. 교전규칙은 합참이 보완 중이며, 초계기에는 섬광탄 등 자체 보호 장비를 싣는다. 증액 예산은 예비비 등으로 충당한다. 이순신함 교체 때 증강하지 않은 이유를 묻자 "검토 안 했다고 말한 적 없다"고 답했다. 국회 통과도 순탄치 않을 전망이다. 김준형 조국혁신당 원내대표는 4일 기자회견에서 작전구역 확대를 "묘수가 아니라 꼼수"라고 규정했다. 그는 위성락 국가안보실장이 지난달 29일 국정감사에서 "결정된 것이 없다"고 답했다며, 한 번 넓힌 작전 범위가 추가 요구의 출발점이 될 수 있다고 주장했다. gomsi@newspim.com 2026-11-05 10:47