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LG엔솔, 배터리 '모듈 단계' 없애 공정 축소 기술 적용 배터리 양산한다업계 최초로 하이니켈 파우치 배터리에 CTP 공정 적용

[테크홀릭] LG에너지솔루션 자동차전지개발센터장 최승돈 전무가 20일 서울 강남구 한국과학기술회관에서 열린 SNE리서치가 개최한 이차전지 컨퍼런스 ‘KABC(Korea Advanced Battery Conference) 2022’에서 업계 최초로 하이니켈 파우치형 배터리에 차세대 배터리 공정 'CTP(Cell To Pack)' 기술을 적용하겠다는 계획을 밝혔다.

통상 전기차 배터리는 ‘셀 – 모듈 – 팩’ 단위로 이뤄진다. 셀은 배터리 기본 단위로 모양에 따라 파우치형, 각형, 원통형 등으로 나뉜다. 이를 10~20개 묶은 것이 모듈 단계다. 모듈을 다시 직·병렬로 연결해 전압과 용량을 키우는 팩 형태로 전기차에 탑재된다.

CTP는 말 그대로 셀에서 팩을 잇는 것으로 모듈을 제외한 기술이다. 모듈이 차지한 공간만큼 더 많은 배터리 셀을 장착할 수 있다. 모듈 공정이 사라지는 만큼 단계가 축소되고 사용 부품도 절감된다. 시간과 비용이 줄어든다는 의미다.

CTP 기술은 글로벌 배터리 업계의 공통된 과제로 세계 최대 배터리 기업인 중국 CATL도 올해 초 CTP 기술을 적용한 리튬인산철(LFP) 배터리를 내년 양산할 계획이라고 밝힌 바 있다.

LG에너지솔루션은 니켈 비중이 60% 이상인 하이니켈 파우치형 배터리에 CTP 공정을 업계에서 처음으로 적용한다는 계획이다.

최 전무는 “파우치형에 CTP를 적용하면 각형 대비 무게 우위를 다시 찾을 수 있다”면서 “이미 에너지밀도는 앞서고 가격 차이도 줄어들게 될 것”이라고 강조했다.

LG에너지솔루션은 셀 블록에 파우치 셀을 꽂는 형식으로 CTP를 구현할 전망이다. 이르면 2025년부터 상용화할 것으로 보인다. 배터리 업계 관계자는 “NCM이나 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 등 니켈 함량은 98%가 기술적 최대치다. 에너지밀도 향상으로 셀 가격을 낮추는 데 한계가 있기 때문에 공정 개선을 통해 제조원가를 떨어뜨리는 추가적인 노력이 필요할 것”이라고 설명했다.

최 전무는 “CTP는 일부 셀 변형이 있으면 대응이 어렵다는 단점도 있다. LG에너지솔루션은 모듈 유무에 따라 ‘투트랙’ 전략으로 갈 것”이라고 이야기했다.

이날 LG에너지솔루션은 배터리 화재를 방지하는 ‘TP(Thermal Propagation) 솔루션’도 공개했다. 불이 번지는 시간을 늦추고, 모듈 및 팩으로 확산하지 않도록 하는 것이 핵심이다. 최 전무는 “(배터리 화재 시) 셀과 셀 사이 열전달을 막아야 하는 필수적이다. 연기는 나오더라도 화염으로 퍼지는 걸 최대한 늦추도록 할 것”이라며 “(파우치형 배터리가) 최대 79분까지 버틸 수 있는 기술을 확보한 상태”라고 전했다.

한편 LG에너지솔루션은 LFP 배터리를 개발하고 있다. 에너지저장장치(ESS)용으로 내년 초 출시할 예정이다. 망간 함량을 높인 망간리치 배터리도 준비 중인 것으로 전해진다.

#LG에너지솔루션 #셀투팩 기술 #CTP 기술 #파우치형 배터리

전수일 기자  thtower1@techholic.co.kr

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