삼성SDI, BMW에 공급할 '46mm 원통형 배터리' 높이 두 가지로 나오나?

[M 투데이 최태인 기자] 삼성SDI가 BMW에 공급할 차세대 원통형 배터리를 개발 중인 가운데, 해당 배터리셀의 정보가 조금씩 공개되고 있다.

업계에 따르면, 삼성SDI가 개발하고 있는 차세대 원통형 배터리는 앞서 직경46mm, 높이는 95mm와 120mm 두 가지로 내놓을 전망이다.

해당 배터리는 BMW의 차세대 전기차에 탑재되며, 이 중 세단은 직경 46mm에 높이 95mm, SUV는 직경 46mm에 높이 120mm의 원통형 배터리셀이 장착될 것으로 알려졌다. 이 배터리팩 용량은 모델에 따라 75~150kWh다.

상용화된 대형 원통형 배터리셀 중 가장 큰 규격은 테슬라가 채택한 4680(직경 46mm, 높이 80mm)이다. BMW는 4680 배터리와 46mm로 직경은 같지만 모델에 따라 높이를 다르게 적용한다.

현재 BMW 핵심 배터리 파트너사인 삼성SDI는 올 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 처음으로 직경 46mm 원통형 배터리를 언급, 복수의 완성차 업체와 채용을 논의 중이라고 밝힌 바 있다.

최훈 법인장은 원통형 배터리 사이즈 언급은 회피했으나, 에너지밀도와 안전성, 충전 시간에 중점을 둬 개발을 진행하고 있다고 강조했다.

46mm 배터리는 니켈 함량이 90% 이상인 하이니켈 양극재와 실리콘 음극재를 쓴다. 모듈의 에너지밀도는 520Wh/L에 달하고 열 확산 방지 기술이 적용되며 급속 충전 성능도 향상된다.

삼성SDI는 충남 천안 사업장에 46mm 배터리 파일럿 라인을 구축하고 있다. 이 가운데 일부 라인이 중대형 배터리를 생산할 수 있는 파일럿 라인인 것으로 알려졌으며, 내년 상반기 샘플을 생산하는 게 목표다.

1차 장비를 발주했고 연간 1GWh 규모를 갖출 것으로 알려졌다. 테스트가 성공적으로 끝나면 원통형 배터리 생산기지인 말레이시아 스름반 공장에 연간 8~12GWh 규모로 생산라인을 증설할 것이란 추측도 제기되고 있다.

삼성SDI 이외에 중국 CATL도 BMW에 46mm 원통형 배터리를 공급한다. CATL은 지난 5월 BMW와 원통형 배터리셀 공급 계약을 체결한 바 있다. 고객사인 BMW의 요구에 맞춰 어떤 기업이 먼저 고효율·저비용 배터리를 양산하는지에 따라 향후 배터리 공급망 주도권이 재편될 것으로 보인다.

한편, BMW는 오는 2025년 공개할 차세대 전기차 플랫폼 '노이에 클라쎄(Neue Klasse·뉴 클래스)'에 원통형 배터리를 탑재한다. 모듈을 생략하고 팩을 바로 차체에 적용하는 방법을 채택, 유연성을 더한다.

특히, 기존 사용하던 각형 배터리셀 대비 니켈 사용량을 높이고 음극재 실리콘 함량을 늘린다. 이를 통해 에너지 밀도는 20% 이상, 주행거리는 최대 30%까지 증가(WLTP 기준)하고 셀 가격은 최대 50%까지 절감할 수 있을 것이라는 것이 BMW의 설명이다. 배터리와 드라이브 트레인, 충전 기술의 전압은 800V로 증가한다. 10~80%까지 충전 시간은 최대 30%까지 감소할 것으로 예상된다.

프랭크 웨버(Frank Weber) BMW그룹 기술개발총괄 이사는 지난 9월 열린 '혁신을 통한 지속 가능성 2022' 행사에서 "뉴 클래스 라인업을 통해 우리는 엄청난 기술 도약을 이룰 것"이라며 자신감을 드러낸 바 있다.