테슬라 4680 배터리, 모델Y 넘어 로보택시 탑재까지 내다본다

[산업일보]
테슬라 4680 배터리에 대한 기대감이 다시 커지고 있다. 한동안 4680은 양산이 기대만큼 빠르지 않았고, 건식 전극이 가장 큰 병목으로 지목돼 왔다. 그런데 최근 테슬라가 4680 을 건식 전극으로 생산하고 있으며 올해 생산 라인을 단계적으로 확대하겠다는 방침을 내놓았다.

기존에 테슬라는 건식 음극과 습식 양극 조합으로 4680셀을 소량 생산했으며 사이버트럭에만 제한적으로 탑재한 바 있다.

유진투자증권에서 최근 발행한 ‘다시 부각되는 4680 배터리 기대감’ 보고서에 따르면, 4680 배터리는 셀 규격 확대를 통한 에너지밀도 개선도 있지만 탭리스 설계, 셀 투샤시, 건식 전극 공정을 적용해 EV 비용 자체를 낮추는 것이 최종 목표다.

해당 보고서는 “기존 습식 공정은 용매로 슬러리를 만든 뒤 코팅하고, 대형 건조 오븐에서 용매를 없애 장비가 크고 전력 소모도 부담이었다”며 “반면, 건식 전극은 분말을 균일하고 단단한 전극 시트로 만드는데 난이도가 높았다. 압력을 높일수록 전극 구조가 손상될 수 있고, 바인더 비중을 높이면 균일성이 떨어져 품질 편차가 커지고 안전성 이슈가 발생할 수 있기 때문”이라고 언급했다.

보고서에서는 테슬라가 이번에 공개한 특허에 대한 내용이 담겨있다. 주요 내용을 살펴보면, 10마이크로미터 이상의 활물질을 다공성 탄소와 혼합하고 건식 접착제를 추가해 결합시킨다. 활물질을 미세 분말로 만들지 않고 일정 크기 이상으로 유지해 접착제 사용량을 2% 미만으로 낮춰 고압 장비와 바인더 의존을 벗어나는 것이다.

4680 배터리의 양산이 본격화된다면 공장 면적이 줄고 전력 사용이 감소해 운영비와 제조 비가 낮아질 전망이다. 또한 전극 시트의 균일성이 안정화되면 품질 편차와 열 분포 문제가 완화될 수 있고, 바인더 비중을 낮추는 만큼 에너지밀도에서도 유리해져 기존에 계획한 저가 배터리 생산이 가능 할 것으로 예상된다고 해당 보고서는 전망했다.

보고서를 작성한 유진투자증권 황성현 연구원은 “언론에 의하면 미국 오스틴 공장에서 생산되는 테슬라 모델 Y부터 4680 배터리 적용이 시작되며, 장기적으로 볼륨 모델인 모델3와 로보택시 등 다양한 라인에 탑재가 기대된다”며 “양산 수율이 확보된다면 게임체인저가 될 것”이라고 보고서를 통해 내다봤다.