삼성SDI는 한 번 충전에 600㎞를 주행할 수 있는 5세대(Gen.5) 전기차용 배터리를 올해 하반기부터 본격 생산에 돌입한다.

이 배터리는 글로벌 자동차 회사들에 공급될 예정이며 전기차 보급의 걸림돌로 지목됐던 주행거리 문제를 해소해 전기차 시장 확대에도 기여할 것으로 보인다.

삼성SDI의 5세대 배터리는 삼성SDI만의 최신 소재 기술이 집대성됐다. 주행거리 향상과 연결되는 고용량 기술이 핵심이다. 20분 만에 80%를 충전할 수 있는 급속충전 기술을 접목시켜 사용자 편의성도 커졌다. 배터리 소재 기술 혁신과 첨단 제조기술들이 이를 가능하게 했다는 게 회사의 설명이다.

5세대 배터리에는 니켈 88%의 하이니켈 NCA 기술이 적용됐다. 니켈 함량을 끌어올려 배터리 용량을 극대화한 것이다. 또 알루미늄 소재와 특수코팅기술을 더해 배터리 열화는 최소화했다. 주행거리와 안전성 두 마리 토끼를 잡았다는 평가다.

음극에는 특허받은 독자기술인 SCN이 적용됐다. 실리콘 소재를 이용해 배터리 음극의 용량을 높였다. 삼성SDI의 SCN 기술은 실리콘을 머리카락 두께 수천분의 1 크기로 나노화한 후 이를 흑연과 혼합해 하나의 물질처럼 복합화한 것이다. 기존 실리콘 소재의 문제점으로 지목됐던 배터리 팽창(스웰링) 부작용도 해소했다. 특히 NCA 양극과 완벽한 쌍을 이루며 5세대 배터리의 용량을 업계 최고수준으로 끌어올렸다는 설명이다.

삼성SDI는 이 배터리에 신공법을 적용, 충전속도도 개선했다. 이는 리튬이온의 이동구간을 직선화하고 배터리 내부의 저항은 줄여 리튬이온의 이동 거리와 시간을 최소화한 기술이다. 이에 따라 고속도로 휴게소에 머무르는 20분 충전이면 약 500㎞ 주행이 가능해진 셈이다.

삼성SDI는 ‘스마트 팩토리’, ‘스택공법’ 등의 첨단 제조기술을 도입해 5세대 배터리의 품질과 성능을 한층 높였다. 스마트 팩토리는 센서와 인공지능(AI)이 공정을 제어하고 무인운반차가 제품을 운반하는 무인화, 자동화 배터리 생산라인이다. 이를 통해 표준화된 성능과 품질 균일화를 이뤄 제조 경쟁력이 향상됐다는 평가를 받는다. 배터리 주요 소재인 양극, 음극, 분리막을 층층이 쌓아 배터리 내부공간 효율을 향상시킨 스택공법을 적용해 배터리 성능을 대폭 높였다.

삼성SDI 관계자는 “양극의 니켈과 음극의 실리콘 함량을 높이는 동시에 충전시간을 단축시키는 배터리 로드맵을 통해 기존 내연기관 자동차의 주행거리 성능을 뛰어넘는 배터리 기술 개발에 집중할 방침”이라고 말했다.

조병욱 기자