원통형 배터리 각축…'4680 大戰' SK온도 뛰어들었다

배터리 포트폴리오 다각화

"파우치형만으론 부족" 위기감
최재원 수석부회장 의지 반영

테슬라가 쓰면서 시장 커져
LG엔솔·삼성SDI 양산 앞둬
"누가 먼저 수율 올리냐의 싸움"

SK온이 대용량 원통형 배터리 시장에 진출한다. 테슬라가 양산에 성공해 전기차 시장의 게임 체인저로 주목받아온 ‘4680 배터리’ 개발에 착수했다. 이제까지 파우치형 배터리만 생산해온 SK온이 각형에 이어 원통형 배터리까지 포트폴리오 넓히기에 나선 것이다. 이 회사가 원통형 배터리 양산에 성공하면 한국 업체로는 처음 3대 폼팩터(형태)를 모두 만들게 된다.

3대 폼팩터 섭렵 도전

7일 업계에 따르면 SK온은 최근 4680 규격의 원통형 배터리 개발을 내부적으로 공식화하고 연구개발(R&D) 및 양산 로드맵을 구체화하는 작업에 들어갔다. 4680 배터리는 지름 46㎜, 길이 80㎜의 원통형 배터리를 말한다. SK온 고위 관계자는 “올해부터 원통형 배터리 파이프라인을 구축하고 동시에 고객사 확보에 나설 것”이라며 “4680 배터리는 대부분 경쟁사도 아직 개발 단계인 만큼 충분히 승산이 있다고 판단했다”고 말했다.

이번 결정에는 최재원 SK온 수석부회장 의지가 반영됐다는 분석이 나온다. 최 부회장은 작년 9월 독일 뮌헨에서 열린 유럽 최대 모터쇼 ‘IAA 모빌리티’에서 중국 CATL·EVE에너지 등이 전시한 4680 배터리 시제품을 직접 살폈다. 그는 당시에도 대용량 원통형 배터리의 설계 이점과 사업성 등을 경영진과 상의한 것으로 알려졌다.

SK온은 이제까지 니켈 함량이 높은 고성능 하이니켈 기반 파우치형 배터리만 양산했다. 각형 배터리도 작년 하반기 시제품 생산에 성공해 고객사에 샘플을 제공하고 있지만 아직 공급을 확정 짓진 못했다. 이 때문에 각각 파우치와 각형 배터리를 주력으로 하면서 원통형 배터리도 만드는 LG에너지솔루션·삼성SDI에 비하면 제품 포트폴리오가 약하다는 지적이 끊이지 않았다. 전기차 라인업 확대에 따라 배터리 폼팩터 다변화를 원하는 완성차 업체들 요구에 따라가지 못할 것이란 우려도 컸다. 배터리업계 한 관계자는 “SK온 내부에서도 단일 폼팩터론 안 된다는 위기의식이 강했다”며 “원통형이 주류로 떠오르는 추세를 인정하고 제품화에 나선 것”이라고 했다.

2026년 말 양산 가능할 듯

1~2년 전까지만 해도 원통형 배터리는 전기차 시장에서 ‘비주류’였다. 제조 원가는 낮지만 불용 공간이 많이 생기는 둥근 모양 때문에 대용량·고출력이 필요한 전기차에 부적합하다고 여겨졌다.

판도를 바꾼 것은 테슬라다. 테슬라는 기존 2170 배터리보다 크기와 용량을 대폭 키운 4680 배터리의 제원을 2020년 9월 공개하고 지난해부터 생산에 성공했다. 기존 제품 대비 에너지 밀도는 다섯 배, 출력은 여섯 배 개선돼 전기차 주행거리를 최대 20% 늘릴 수 있는 것으로 알려졌다. 공정 횟수가 적어 가격 경쟁력과 생산성도 좋다. 전기차 보급을 위해 ‘가격 싸움’이 화두가 된 시장에서 4680 배터리가 기대주로 떠오른 배경이다.

완성차 업체도 앞다퉈 적용을 예고했다. BMW는 내년부터 생산할 차세대 전기차에 지름 46㎜의 대용량 원통형 배터리를 장착하기로 하고 중국 CATL과 EVE에너지 등을 공급회사로 정했다. 제너럴모터스(GM)와 스텔란티스, 볼보 등도 자사 전기차에 적용할 것으로 알려졌다.

이에 맞춰 LG에너지솔루션은 올 하반기부터 국내에서 4680 배터리 생산을 시작할 계획이다. 미국에서도 새로 짓고 있는 애리조나 공장을 46시리즈 생산 거점으로 바꿔 내년부터 가동하기로 했다. 삼성SDI는 2026년부터 양산할 계획이다.

업계에선 SK온의 4680 배터리 양산 가능 시점을 2026년말 이후로 전망하고 있다. 업계 관계자는 “대용량 원통형 배터리는 안정적인 생산까지 기술적 난제가 만만찮아 어느 업체가 수율을 빨리 끌어올리느냐 싸움이 될 것”이라고 말했다.

빈난새 기자 binthere@hankyung.com