전기차 시장 1위 업체인 테슬라가 올 연말 업그레이드된 '2170(지름 21㎜·높이 70㎜)' 원통형 배터리 탑재를 추진해 관심이 쏠린다. 전기차 주행거리를 향상시키기 위해 용량, 소재, 배터리 구조 등을 개편해 배터리 소재·부품·장비 업계 변화도 예상된다.
15일 업계에 따르면 테슬라는 새로운 2170 원통형 배터리 개발을 진행 중이다. 이르면 올 연말부터 자사 전기차 탑재를 위해 협력사들과 프로젝트를 진행했다.
업그레이드된 2170 배터리는 먼저 용량이 늘어나는 것으로 파악됐다. 기존 5000mh에서 5300mh로 단일 배터리 용량이 증가한다. 테슬라는 전기차 주행거리를 늘리기 위해 배터리 용량을 키운 것으로 알려졌다.
소재도 변화를 줬다. 새로운 2170 배터리에는 니켈 함량이 기존 90%에서 95%로 올린 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 양극재가 적용될 예정이다. 양극재는 배터리 용량과 출력을 결정 짓는 핵심 소재다.
업계에서는 통상적으로 니켈 함량이 90%를 넘는 양극재(배터리)를 '하이니켈'로 분류하는데, 테슬라는 배터리 용량과 성능 향상을 위해 니켈 함량을 더 높인 것으로 추정된다.
이 양극재는 국내 소재 업체가 공급을 맡아 눈길을 끈다. 엘앤에프는 최근 2분기 실적 설명회에서 “차세대 원통형 2170 제품에 탑재될 '니켈 95% 다결정 제품'이 하반기에 출시될 것”이라며 “이를 통해 원통형 제품에서의 시장 선도 입지를 지속할 계획”이라고 밝혔다. 이 차세대 원통형 제품이 바로 새로 출시되는 테슬라 2170 배터리를 말한다. 엘앤에프는 현재 시양산과 테스트가 진행되고 있으며 양산 준비에도 박차를 가하고 있다고 설명했다.
새로운 2170 배터리는 음극재도 달라진다. 미국 인플레이션 감축법(IRA) 영향으로 배터리 소재 탈(脫)중국 필요성이 커지면서 중국산 소재 대신 한국 소재가 진입했다. 테슬라는 미국 출시 모델에 탑재되는 2170 배터리용 실리콘 음극재 공급사를 기존 중국 BTR에서 한국 대주전자재료로 바꿨다. 대주 실리콘 음극재는 파나소닉에 우선 적용되고 추후 LG에너지솔루션이 만드는 2170에 적용이 예상된다.
소재 변화와 함께 2170 배터리 출력과 효율을 높이기 위해 새로운 구조를 적용하기 위한 시도도 이뤄지고 있다. 테슬라는 2170 배터리에 전류차단장치(CID)를 쓰지 않는 'CID 프리' 제품 확대를 추진하고 있는 것으로 알려졌다. CID는 원통형 배터리 상단에 부착돼 폭발 위험을 줄이는 부품인데, CID 프리 구조를 적용하면 활물질을 추가로 채워넣을 수 있는 공간을 확보해 배터리 효율을 개선할 수 있다. 부품이 빠지는 만큼 원가 절감도 가능하다.
테슬라는 CID를 탑재하지 않은 2170 배터리를 지난해부터 일부 적용하고 있는데, 성능 업그레이드에 발맞춰 연말에 도입을 확대할 예정이다. 2170 배터리에 CID가 탑재되지 않으면 폭발 위험성이 증가할 수 있지만, 테슬라는 또 다른 안전 장치 부품인 벤트만으로 안전성을 확보할 수 있다고 보고 있다. 하드웨어 혁신과 함께 테슬라의 소프트웨어 기술력이 결합된 결과로 알려졌다.
2170은 테슬라가 현재 자사 전기차에 가장 많이 적용 중인 배터리다. 테슬라는 4680 규격의 새로운 원통형 배터리도 준비하고 있지만 2170이 널리 쓰이고 4680은 양산성 개선이 필요해 '업그레이드'된 2170을 준비하고 있는 것으로 풀이된다.
배터리 업계 관계자는 “4680 배터리가 2170보다 오히려 효율이 나오지 않는 과도기적인 모습을 보이다보니 이에 대한 솔루션을 새로운 2170으로 찾는 모습”이라고 해석했다.
이호길 기자 eagles@etnews.com, 정현정 기자 iam@etnews.com
