삼성SDI 배터리 '지그재그' 式 도입

지그재그 스태킹 공법

지그재그 스태킹 공법 적용

헝가리 공장 4개 라인 증설

와인딩 제조 방식과 병행

SK이노 등 공법 원리 같지만

사이즈 소재 순서 등 달라

특허 침해 문제는 없어

[아시아경제 박소연 기자] 삼성SDI가 전기차 배터리 제조 방식에 큰 변화를 준다. 삼성SDI는 그동안 두루마리 휴지처럼 돌돌 마는 '와인딩' 방식을 활용해 배터리를 제조해 왔는데, 최근 분리막을 지그재그로 겹겹이 쌓고 그 사이 사이에 양극재와 음극재를 넣는 '지그재그 스태킹' 방식으로 공법을 변경했다. 이는 현재 SK이노베이션이 생산하고 있는 배터리 제조 공법과 유사하다.

22일 관련 업계에 따르면 삼성SDI는 헝가리 괴드 배터리 공장에 지그재그 스태킹 공법을 적용한 신규 4개 라인 증설 작업에 착수했다. 현재 4개 라인이 가동 중인 헝가리 공장에 새롭게 4개 라인을 추가로 건설하면서 기존 공법이 아닌 신공법을 적용키로 했다. 삼성SDI 관계자는 "배터리 제조 공법이 표준화된 것이 아니기 때문에 와인딩 방식과 지그재그 스태킹 방식을 병행할 예정"이라며 "SDI 입장에선 새로운 실험이기도 하고 완성차 기업들의 니즈가 있어 새로운 공법을 적용하게 됐다"고 설명했다.

현재 국내 배터리 기업들의 배터리 셀 제조 공법은 크게 세 가지로 나뉜다. 기존에 삼성SDI의 와인딩 공법과 LG화학의 스태킹 앤 폴딩 방식, SK이노베이션의 지그재그 스태킹 방식이다.

와인딩 방식은 하나의 거대한 셀을 둥글게 말아 각형이나 원통형 케이스에 넣어 배터리를 만드는 방식이다. 주로 초기에 배터리를 만들던 방식으로 2차 전지의 소재인 양극재, 음극재, 분리막을 돌돌 말아서 원통에 넣으면 원통형 전지가 되고 각진통에 넣으면 각형 전지가 된다.

스태킹 방식은 말 그대로 쌓는 것이다. 양극재, 분리막, 음극재를 차곡차곡 쌓고 포장한다. LG화학과 SK이노베이션이 이 스태킹 방식을 사용하는데 두 회사는 분리막을 쌓는 방식이 좀 다르다.

LG화학이 사용하는 스태킹 앤 폴딩 방식은 분리막과 배터리 소재를 일정한 길이로 자른 후 이를 쌓고 끝 부분을 접는 방법이다. SK이노베이션의 지그재그 스태킹 방식은 긴 분리막을 자르지 않고 위로 지그재그로 쌓고 그 사이 사이에 음극재와 양극재를 순서대로 쌓는 방식이다. 양극과 음극을 돌돌 마는 삼성의 기존 방식은 코너부 쪽의 양극과 음극이 강한 압력을 받게 되지만, 지그재그 스태킹 방식을 사용하면 양극과 음극은 접히지 않고 분리막만 접혀 내구성이 좋아진다.

삼성SDI는 이번에 추가적으로 지그재그 스태킹 공법을 도입하기로 하면서 범용기술이지만 특허권 등의 문제도 면밀하게 검토한 것으로 알려졌다. 이런 변화에 대해 배터리 업계에선 글로벌 자동차 산업을 강타한 전기차 화재로 SK이노베이션의 배터리 공법이 완성차 기업들의 주목을 받고 있는 것으로 해석하고 있다. 주요 배터리 기업들 중에선 유일하게 SK이노베이션만 단 한 건의 화재도 일어난 적이 없기 때문이다. 글로벌 완성차 기업 중에선 미국의 포드, 독일의 다임러, 한국의 현대기아차 등이 SK이노베이션의 배터리를 사용하고 있다.

박소연 기자 muse@asiae.co.kr