EV 속도조절에도 中은 확장…K배터리 "효율성에 생존 달렸다"

[이데일리 공지유 송재민 기자] 국내 배터리 업계가 제조 효율화를 통한 생존 전략 모색에 나섰다. 중국 기업들이 가격 경쟁력을 기반으로 경쟁력을 높이고 있는 상황에서 국내 배터리 업계는 제조 지능화 시스템을 구축하고 인공지능(AI)을 활용해 원가·제품 경쟁력을 높여 위기를 타개하겠다는 구상이다.

SK온 서산공장. (사진=SK온)

23일 업계에 따르면 SK온은 글로벌 산업 자동화 기업 지멘스와 협업해 배터리 셀 제조 공정 효율성을 높이고 있다. SK온은 제조 공정을 미리 시뮬레이션할 수 있는 지멘스의 심센터 STAR-CCM+ 소프트웨어를 활용하고 있다.

배터리 셀을 제조할 때는 전극 혼합물(슬러리)을 만들고 이를 코팅·건조·조립하는 등 과정을 거치게 되는데, 특히 코팅의 품질이 배터리 셀의 수명과 성능, 안정성을 결정하는 데 중요하게 작용한다. SK온은 코팅 품질을 높이기 위해 사전 시뮬레이션을 통해 변수를 미리 분석할 수 있는 지멘스의 기술을 공정에 적용했다.

배터리 양산 전 반복적인 실험 없이도 문제를 미리 예측하고 최적화할 수 있게 되면서 SK온은 공장 시운전 소요 기간을 최대 3개월까지 단축한 것으로 나타났다. 일부 제품에서는 불량률도 기존 대비 50%까지 줄였다.

최근 들어 배터리 업계는 제조 효율화에 사활을 걸고 있다. 미국과 유럽 등 주요 시장에서 전기차 정책이 속도 조절에 나서며 업계는 생존 돌파구를 찾기 위해 배터리 제조 비용을 절감하고 제조 경쟁력 강화에 나서는 셈이다.

SK온은 특히 AI 기반 지능형 제조 공장 환경 구축에 속도를 내고 있다. 배터리 제조 핵심 공정에 자동보정(APC) 시스템을 개발해 미세한 오차 등 공정 간 편차를 줄였고, 문제가 발생하기 전 미리 신호를 보내는 예지 보전 시스템(EWS)도 구축해 제조 경쟁력을 강화했다.

LG에너지솔루션 폴란드 브로츠와프 공장. (사진=LG에너지솔루션)

LG에너지솔루션(373220)도 신규 공장을 중심으로 물류·검사 자동화, 자동보정 등 AI 기반 스마트팩토리 솔루션을 적용하고 있다. 국내 공장에서도 테스트 라인 등 신규 라인에 대해 이 같은 솔루션을 적용 중이다. 국내와 해외 사업장에서 가상 환경에 공장 설비를 그대로 복제해 시뮬레이션하는 디지털 트윈도 구축 중이다.

삼성SDI(006400)는 조직 내 스마트팩토리 구축을 총괄하는 데이터·정보기술(DIT) 센터를 두고 전사적인 제조 AI 전환(AX)에 나서고 있다. 국내를 비롯해 해외 거점에서도 AI, 디지털 트윈, 자동화 기술을 적용해 생산능력을 끌어올리고 있다.

배터리 업계가 제조 효율화에 사활을 거는 건 전기차 시장이 급격하게 얼어붙고 있기 때문이다. 북미 시장에서 전기차 보조금이 폐지된 데다, 유럽과 신흥 시장에서는 중국 배터리 업체들이 공격적인 증설과 가격 경쟁력을 기반으로 점유율을 빠르게 높이고 있다.

SNE리서치에 따르면 올해 1~10월 글로벌 EV 배터리 사용량은 933.5기가와트시(GWh)로 전년 동기 대비 35.2% 증가했다. CATL과 BYD를 중심으로 한 중국 업체의 합산 점유율은 지난해 66%에서 올해 10월까지 68.9%로 2.9%포인트 확대됐다. 반면 국내 배터리 3사의 합산 점유율은 같은 기간 19.5%에서 16%로 3.5%포인트 하락했다. 배터리 업계 한 관계자는 “AI 등 제조 혁신 기술을 통해 생산 효율성과 수익성을 높이기 위해 노력하고 있다”고 설명했다.