[車배터리 A2Z] '각형, 원통형, 파우치형'…모양별 전기차 배터리 차이점은?

배터리 모양별 장단점 '뚜렷'…배터리 용량, 공정 난이도 등 차이

▲폭스바겐 직원이 전기차 ID.4에 충전을 하고 있다. (츠비카우/로이터연합뉴스)

전기차 배터리는 모양에 따라 각형, 원통형, 파우치형으로 나뉜다. 모양만 다른 건 아니다. 장단점도 뚜렷하다. 배터리 용량, 공정 난이도, 공간 활용도 등 여러 면에서 차이가 있다.

각형 배터리는 납작하고 각진 상자 모양이다. 국내 배터리 제조사 중에서는 삼성SDI가 각형 배터리를 만든다. 배터리 시장 점유율 1위 업체인 중국 CATL도 각형 배터리를 생산한다.

각형 배터리는 알루미늄 캔으로 만든다. 상대적으로 외부 충격에 강하다. 내구성이 뛰어나다는 평가다. 그만큼 안전성도 갖췄다는 평가다.

각진 모양 때문에 원통형보다 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 점도 장점이다. 공정 단계가 파우치형보다 적다. 대량 생산이 더 쉬운 이유다.

단점으로는 낮은 에너지 밀도가 꼽힌다. 주행거리가 다른 배터리보다 짧다는 뜻이다. 다만 최근 각형 배터리 제조 기술이 발전해 에너지 밀도가 높아지고 있는 것으로 알려졌다.

알루미늄 캔을 사용해 무게도 무겁다. 열을 방출하는 것이 어려워 냉각장치를 별도로 달아야 한다. 제작비용이 비싼 점도 단점이다.

각형 배터리를 사용하는 자동차 브랜드는 BMW, 아우디, 포드, 포르쉐, 도요타 등이다. 폭스바겐은 최근 자사 전기차 배터리를 각형 배터리로 통일하겠다고 밝히기도 했다.

원통형 배터리는 금속으로 된 원기둥 모양이다. 일상에서 사용하는 건전지와 유사한 형태다. 국내 제조사 중에서는 LG에너지솔루션과 삼성SDI가 원통형 배터리를 만든다. 일본 파나소닉도 원통형 배터리를 주로 생산한다.

원통형 배터리는 안전성이 높다. 외관이 견고해 폭발 가능성이 작다. 가장 전통적인 형태의 배터리로 기술이 축적돼 있고 공정 난이도가 낮다. 안정적인 수급이 가능한 점도 장점으로 꼽힌다. 부피당 에너지 밀도도 높다.

단점은 용량이 상대적으로 적다는 것이다. 대형으로 만들기도 쉽지 않다. 전기차에 장착하려면 원통형 배터리 여러 개를 하나로 묶어야 한다. 이때 배터리 장착 비용이 늘어난다.

원통형 배터리를 사용하는 대표적인 전기차 브랜드는 테슬라다. 일각에서는 원통형 배터리 점유율이 오를 수 있다는 관측도 나온다.

파우치형 배터리는 주머니와 유사한 형태다. 다양한 모양으로 제작할 수 있다. 필름 주머니에 담은 배터리로 보면 된다. LG에너지솔루션과 SK이노베이션이 주로 생산하는 배터리다.

파우치형 배터리의 가장 큰 장점은 에너지 밀도가 높다는 것이다. 그만큼 주행거리도 길다. 배터리 내부에 비는 공간을 최소화해 에너지 용량이 크다.

여러 모양으로 제작할 수 있다는 점도 대표적인 장점 중 하나다. 외관이 단단하지 않아 다양한 크기로 만들 수 있다. 공간 활용도가 높다. 무게도 상대적으로 가볍다.

다만 대량 생산이 어렵고 공정 난이도가 높다. 각형과 원통형보다 생산 비용도 비싸다.

외관이 단단하지 않아 외부 충격에 약하다. 안전장치도 부족하다는 평가도 나온다.

파우치형 배터리는 현대기아차, 메르세데스-벤츠, 르노-닛산, 볼보 등이 사용하고 있다.