[르포]"세계 1위 배터리 도약"…LG엔솔 '마더팩토리'를 가다

제품개발·제조의 중심 '오창에너지플랜트'
전기차 배터리 공장 준공 12년 만에 첫 외부 공개
"4860 생산 올해말 셋업 완료…생산체제 돌입"

돌돌 말린 전극을 원통 캔에 담고 전해액을 채워 뚜껑을 덮었다. 30m가량 길게 늘어선 여러 대의 장비를 관통하는 컨베이어 벨트에는 AA 건전지 보다 약간 큰 '2170' 배터리들이 쉴 새 없이 지나갔다. 세계 배터리 업계를 선도하는 LG에너지솔루션 의 원통형 전지 생산라인은 통에 재료를 넣고 닫는 간단한 작업처럼 보였다.

LG에너지솔루션 관계자는 "배터리를 만드는 과정은 전극을 만들고 셀을 조립하고 활성화하는 3단계로 설명할 수 있다"면서도 "하지만 그 속에는 LG에너지솔루션 만의 기술이 녹아있다"고 강조했다.

LG에너지솔루션 양·음극재를 도포한 금속 박막을 말아서 젤리롤을 만드는 과정(사진:LG에너지솔루션)

LG에너지솔루션은 25일 충북 청주시 오창읍에 자리한 오창에너지플랜트 소형전지 생산라인을 외부에 공개됐다. 2011년 모태 기업인 LG화학이 전기차 배터리 공장을 준공한 이후 12년 만에 처음이다. 이날 생산 현장을 찾은 이창양 산업통상자원부 장관은 이방수 LG에너지솔루션 사장과 생산 라인을 살펴보고 윤석열 정부 출범 1년 배터리 산업 국정과제 성과를 점검했다.

원통형 전지는 크게 3단계를 거쳐 만들어진다. 먼저 양극재와 음극재를 각각 알루미늄박, 동박에 얇게 도포하고 이것을 둥글게 말아서 '젤리롤'을 만드는 '전극' 과정을 거친다.

이어 젤리롤을 원통형 용기에 넣고 고정하고 여기에 전해액을 부어 밀봉해서 셀을 만드는 '조립' 과정이다. 셀을 2~3일 놔두면서 '에이징(aging)'하고 충전과 방전을 시험하는 '활성화' 과정을 통과하면 최종적으로 전기차에 들어갈 수 있는 배터리가 된다.

LG에너지솔루션 원통형 배터리 양산 모습(사진:LG에너지솔루션)

이날 기자들이 방문한 곳은 그중에서도 조립 과정이었다. 둥글게 말린 젤리롤을 니켈도금강판으로 만든 원통형 용기에 넣어 셀을 만드는 작업이 모두 자동화로 이뤄졌다. 그만큼 세부 작업은 예민하고 정확하게 진행됐다.

우선 양, 음극재를 얇게 도포해 젤리롤을 만드는 작업부터 고객사의 요구대로 두께를 맞춰야 하는 까다로운 작업이다. 마이크로미터 단위의 요구에 따라야 한다. 젤리롤이 셀 내부에서 움직이지 않게 홈을 파서 고정하거나, 약간씩 서로 다른 배터리 크기를 동일하게 맞춰야 하는 과정도 거쳤다.

또 젤리롤에 부착된 전극을 용기에 고정하거나 일정한 용량의 전해액을 집어넣는 과정도 모두 기계가 한다. '탑캡'이라고 불리는 뚜껑을 덮어 용접하고 밀봉하는 작업까지도 사람의 손이 필요하지 않았다.

LG에너지솔루션 원통형 배터리 양산 모습(사진:LG에너지솔루션)

LG에너지솔루션이 추구하는 스마트팩토리의 면모를 엿볼 수 있었다. LG에너지솔루션은 "새로 건설되는 모든 생산라인은 원격 지원, 제조 지능화 및 물류 자동화 등 최신 스마트팩토리 관련 시스템을 전격 도입해 생산성을 극대화할 방침"이라고 밝힌 바 있다.

나아가 LG에너지솔루션은 오창에너지플랜트를 향후 제품개발과 제조의 중심이 되는 '마더팩토리'로 만들 계획이다.

현재 오창에너지플랜트에는 약 5000여 명의 임직원이 근무하며 전기차, 에너지 저장시스템(ESS), IT 기기 등에 사용되는 배터리를 생산하고 있다. 연 18GWh 배터리 생산능력을 향후 33GWh까지 확대한다.

LG에너지솔루션 원통형 배터리 양산 모습(사진:LG에너지솔루션)

LG에너지솔루션은 오창에너지플랜트에 7300억원을 투자해 원통형 배터리 라인을 증설한다. 2170은 4GWh를 추가하고, 4680은 9GWh를 각각 증설한다. 박진원 LG에너지솔루션 부사장 "신규 원통형 생산라인은 올해 말 셋업을 완료해 대규모 생산체제로 돌입할 방침"이라고 설명했다.

특히 6000억원 투자해 마더팩토리로 전환을 시도한다. 마더팩토리는 차세대 설계나 공정 기술이 적용된 제품 시험 생산뿐만 아니라 양산성 검증도 가능한 것이 특징이다. 우리의 핵심 제조기술이나 공정 노하우 등을 유출하지 않으면서, 해외 생산설비의 양산 안정화 시점을 대폭 당길 수 있을 것으로 기대된다.

차세대 배터리 연구개발도 순차적으로 추진한다. LG에너지솔루션은 2026년에는 고분자계 전고체 배터리를 선보이고, 2027년 리튬황 배터리, 2030년 황화물계 전고체 배터리를 개발할 계획이다.

LG에너지솔루션 오창에너지플랜트 전경

아울러 LG에너지솔루션은 북미 시장 선점을 위해 공급망 확보에 속도를 높이겠다고 밝혔다. 박 부사장은 "인플레이션 감축법(IRA) 시행으로 안정적 공급망 구축이 더욱 중요해지고 있다"면서 "애리조나에 원통형 거점을 추가하고 북미지역 수요 증가에 대비할 계획"이라고 밝혔다. 이어 "IRA 세액공제분은 즉각 영업이익에 반영하고 있고 1분기에 1003억원을 반영했다"고 설명했다.

이창양 산업통상자원부 장관(왼쪽)이 25일 충북 청주시 오창읍에 소재한 LG에너지솔루션 오창공장을 방문해 생산현장을 점검하고 있다.

오현길 기자 ohk0414@asiae.co.kr