테슬라가 올해 안에 건식공정을 도입하겠다고 공언했다. 생산비용을 30% 절감할 수 있는 차세대 기술이라 배터리 업계는 테슬라의 행보에 주목한다. 국내 배터리셀 제조사는 2028년 전후를 상용화 시점으로 보고 연구개발을 이어가고 있다.
12일 업계에 따르면 최근 테슬라의 배터리셀 제조 책임자는 SNS(소셜네트워크서비스)에 테슬라가 킬로와트시(kWh)당 배터리셀 생산 비용이 가장 낮은 생산자가 됐다는 내용의 게시글을 올렸다. 그러면서 올해 건식전극 제조를 본격화한다고 언급했다. 테슬라가 생산하는 4680(지름 46㎜·높이 80㎜) 원통형 배터리에 건식공정 적용이 임박했다는 뜻으로 읽힌다.
건식공정은 유기용매를 사용하는 대신 고온·고압 공정을 통해 전극을 생산하는 방식이다. 전극은 NCM(니켈·코발트·망간)·흑연 등 활물질과 도전재, 바인더를 섞은(믹싱) 뒤 집전체에 이를 코팅하는 과정을 거쳐 만들어진다. 기존 습식과정은 믹싱을 위해 용매를 첨가해 액체 형태로 만든다. 이로 인해 코팅 뒤 건조하는 과정이 필요하다. 하지만 건식 공정은 용매 없는 믹싱 과정 이후 고체 상태의 혼합물을 집전체에 바로 코팅한다. 건조 과정이 생략되는 셈이다.
배터리 제조 원가를 크게 낮출 수 있는 기술이라 배터리 업계가 주목한다. SNE리서치의 보고서에 따르면 습식공정에 비해 비용을 30% 줄일 수 있다. 또 습식공정에서는 전극을 펼쳐 말릴 수 있는 공간이 필요한데 이 공간을 줄일 수 있다. 이론적으로는 건식공정을 적용한 4680 원통형 배터리(삼원계)가 LFP(리튬인산철) 배터리보다 저렴해질 수 있다.
국내 배터리셀 3사(LG에너지솔루션·삼성SDI·SK온) 모두 상용화를 위한 연구개발을 이어오고 있다. LG에너지솔루션은 지난해 4분기 오창 에너지플랜트에 파일럿(시범) 라인을 구축했고 2028년쯤 건식 공정을 적용한 제품을 생산할 것으로 보고 있다. 삼성SDI와 SK온은 지난해 각각 파일럿 라인을 구축했으나 상용화 목표 시점은 공개되지 않았다. 테슬라의 공언대로라면 국내 상용화 시작 시점인 2028년보다 3년 빠른 행보라 압박감을 느끼는 기류도 읽힌다.
배터리 업계는 테슬라의 상용화가 실제 임박했는지에 대해서는 의구심을 제기하면서도 개발 상황을 예의주시한다. 건식공정에서는 활물질·도전재·바인더를 섞은 '파우더'를 균일하게 전극판에 압착시키는 기술이 핵심이다. 파우더가 공기중으로 날아가거나 하는 문제 등으로 인해 수율 확보의 난도가 높은 것으로 알려져있다. 업계 관계자는 "테슬라가 대량 양산에 필요한 수율을 확보했는지 의문"이라면서도 "테슬라가 과거 4680 배터리를 자체 제작하는 기술력을 보여준 만큼 주시하고 있다"고 밝혔다.
