각형 시장점유율 1위...파우치형·원통형이 바싹 추격
전기차가 미래 성장산업으로 주목받으면서 세계 각국은 전기차 시장에 뛰어들고 있다. 이에 전기차 핵심 부품인 배터리 시장 규모도 덩달아 성장하고 있는 상황이다. 전기차용 배터리 셀은 그 형태에 따라 각형, 파우치형, 그리고 원통형으로 구분된다. 전 세계 배터리 생산 업체들은 자사의 주력 배터리가 업계 표준으로 통용되도록 치열하게 경쟁하고 있다.
글로벌 시장조사업체 B3에 따르면 전기차 배터리 시장은 지난해 6조4000억원에서 올해 9조 2000억원, 2020년에는 18조8000억원 규모로 성장할 것으로 전망된다.
현재 전 세계 전기차용 배터리 시장은 한·중·일 동북아 3국이 95% 이상을 점유하고 있다. 판매량 기준, 일본이 시장점유율 60% 이상을 차지하고 있지만 한국(30%)과 중국(8%)이 그 뒤를 빠르게 쫓고 있다. 국내 기업 가운데는 삼성SDI, LG화학, SK이노베이션이 전기차 배터리를 생산하고 있다.
◇각형, 파우치형, 원통형이 펼치는 배터리 삼파전
전기차 배터리는 형태에 따라 크게 각형과 파우치형, 원통형으로 나뉜다. 배터리 형태는 원가는 물론 차체 구조, 디자인, 무게 등에 결정적 영향을 미친다. 현재까지는 BMW i3 등 각형전지를 채택한 전기차모델이 120개(57%)로 가장 많다. 파우치형은 GM 볼트(Volt) 등 40개(19%), 테슬라가 대표적인 원통형은 50개(24%) 모델이 채용하고 있다.
각형 배터리는 대표적으로 삼성SDI가 BMW의 i3 전기차에 공급하는 모델이다. 현재 120개 모델에 장착돼 3가지 형태 중 가장 높은 점유율(57%)을 보이고 있다. 각형 배터리는 사각형 알루미늄 캔에 배터리를 담는 형태다. 내구성이 뛰어나고 생산비용이 상대적으로 저렴하지만 무겁다는 단점이 있다. 안전성을 중요시하는 유럽의 자동차 생산업체가 선호하는 것으로 알려졌다. 최근에는 중국의 자동차와 버스를 포함한 상용차 시장에서도 널리 채용되고 있다.
파우치형 배터리는 대표적으로 LG화학이 GM 볼트(volt)에 공급하는 모델이다. LG화학은 파우치형 배터리를 주력 제품으로 밀고 있다. SK이노베이션도 현재 파우치형 배터리만 생산하고 있다. 파우치형은 얇은 알루미늄 호일에 배터리 구성물들이 싸여 있는 형태다. 각형에 비해 비싸지만 두께가 얇아 부피면적당 효율이 높다. 또 각형처럼 직사각형 모양을 유지할 필요가 없어, 높은 설계 자유도를 가지고 있다. 최근 중국, 미국, 유럽 등 여러 자동차 업체들이 채택을 확대하고 있다. 업계에서는 경량화와 안정성 측면에서 뛰어난 파우치형이 향후 업계 표준으로 떠오를 가능성이 높다고 평가한다.
원통형 배터리는 시장에 출시 된지 가장 오랜 시간이 지난 타입이다. 일본 파나소닉이 테슬라에 공급하는 모델이 대표적이다. 원통형은 일반 건전지 모양의 원통 모양을 하고 있다. 원통형 배터리는 생산 원가가가 낮고 대량 생산이 쉽다. 아울러 높은 에너지밀도를 가지고 있다. 하지만 수천개의 개별 셀을 모듈화하고 팩으로 만드는 데 높은 수준의 팩 기술과 회로기술이 필요하다. 또 부피가 크고 경량화가 어렵다는 단점이 있다.
원통형 배터리의 기술적 문제를 개선한 것이 LG화학·SK이노베이션의 주력 제품인 파우치형 배터리와 삼성SDI의 주력 제품인 각형 배터리다. 테슬라를 제외한 글로벌 자동차 업체들은 새로 개발 중인 전기차에 원통형 배터리보다 각형과 주머니형을 장착하는 추세다.
◇현재는 각형이 우세...1위 자리 노리는 파우치형
전문가들은 현재로선 각형 배터리가 점유율 1위를 차지하고 있지만 순위가 조만간 바뀔 수 있다고 주장한다. 지난 4월 한국과학기술회관에서 열린 ‘2016 한국 전기차 컨퍼런스’에서 김광주 SNE리서치 대표는 “순수 전기차 분야에서는 파우치형 배터리가 각형보다 더 안전하고 비용이 저렴하다는 인식이 확산되고 있다”며 “현재까지는 각형 배터리가 약간 더 우세했지만, 앞으로는 파우치형이 좀 더 세를 얻어갈 것으로 본다”고 말했다.
김 대표는 “파우치형이 성능과 가격 측면에서 각형보다 유리하다는 것이 업계 중론”이라며 “안전성 부분도 각형이 안전하다는 것이 정설이었지만, 요즘엔 파우치형이 더 안전하다는 인식이 확산되고 있다”고 설명했다.
앞으로 배터리 제조사들이 각형과 파우치형 모두를 생산하게 될 것이란 전망도 나왔다. 업계 관계자는 “자동차 제조업체들이 다양한 형태의 배터리를 채용함에 따라, 배터리 생산업체들이 각형과 파우치형을 함께 만들 가능성이 높다”며 “앞으로 배터리 형태보다는 배터리 성분이나, 전자제어 시스템 등에서 치열한 경쟁이 예상된다”고 밝혔다.