원통형 배터리 : 금양의 사업 방향 및 현황
금양의 미래는?
K-battery 3社에 더해, 후속주자가 나올 것인가?
안녕하세요! WAB입니다.
최근에 SNE 리서치에서 개최한 2024 Battery Day에 다녀왔는데,
제가 보고 듣고 온 내용들 정리해 드리겠습니다.
자, 오늘은 많은 분들이 궁금해하시는 원통형 배터리에 집중하고 있는 금양에 관해서 살펴보겠습니다.
여러분의 구독과 하트는 지속적인 글 쓰는 데 큰 힘이 됩니다 :)
그럼 오늘도 시작해 보겠습니다!
왜 원통형 배터리인가?
금양은 원통형 배터리를 선택하여 개발에 집중하고 있습니다. 각형도 있고, 파우치형도 있는데, 왜 원통형일까요?
금양에 따르면 이유는 다음과 같습니다.
| Formfactor | Cylindrical | Prismatic | Pouch |
| T/P 대응 | 우수 | 보통 | 열세 (난이) |
| 셀간 접촉 | 무(선) 접촉 | 면 접촉 (후막 중면적) | 면 접촉 (박막 대면적) |
김찬중 연구위원은 원통형(Cylindrical) 폼팩터는 셀 간 무접촉 구조로 열 폭산을 억제하는 데 있어 가장 유리한 형태이기 때문이라고 말했습니다.
각형(Prismatic)과 파우치형(Pouch)은 면 접촉 구조로, 열이 쉽게 전달될 수 있어 상대적으로 열 폭주에 취약할 수 있죠. 특히 파우치는 불에 굉장히 약합니다.
- Cylindrical (원통형)
(1) T/P 대응: 열 폭주에 대한 대응이 우수
(2) 세간 접촉: 무접촉 구조로, 셀 간의 직접적인 접촉이 없어 열 폭산을 억제하는 데 유리 - Prismatic (각형)
(1) T/P 대응: 보통 수준의 대응 성능
(2) 셀간 접촉: 면 접촉 구조로, 셀 간의 열 전도 경로가 존재하지만, 후막이 사용되어 중간 정도의 열 전도 - Pouch (파우치형)
(1) T/P 대응: 열 폭주에 가장 취약하며, 대응이 어려움
(2) 셀간 접촉: 면 접촉 구조이지만, 박막이 사용되어 대면적으로 열이 쉽게 전달될 수 있음
또한 다른 이유로는, 하나의 셀 온도가 급격하게 상승할 때 배터리 셀을 연결하는 금속 와이어가 녹아 전류를 차단하여 화재 전파를 방지해 준다는 장점도 있죠.
금양이 보는 원통형 배터리 전망은?
금양은 향후 2030년에 원통형 배터리는 약 681 GWh로 전체의 26%를 차지할 것이라 보고 있습니다.
2030년에 파우치는 393 GWh(15%), 각형 1,544 GWh(59%)로 전망하고 있습니다.
금양의 사업분야는?
- 사업분야
- 울트라 하이니켈 (Ni>97%) 단결정 양극재 소재 사업
- 양극재용 첨가제 사업 - 이차전지 첨가제
- NCMA계 양극재용 첨가제 생산라인구축, 납품 中
(LG학학 청주 양극재 공장, 우시(중국) 양극재 공장)
- LG화학과 공급에 대한 정식계약 완료 - (무수) 수산화리튬 사업
- 수산화리튬, 무수수산화리튬을 국내 양극재 업체와 협업
- 2개 분해가공라인(각 연 5,000톤 생산능력)
- 1개의 무수수산하리튬 가공 라인 (연 2,000톤 생산능력)
양극재는 SMLAB의 단결정 양극재를 사용할 것으로 알려져 있는데요,
금양은 SMLAB 주식 22.3% 취득하여 최대주주인 상태입니다.
SMLAB은 기존 다결정 양극소재의 여러 문제점을 개선하기 위해 단결정 양극소재 개발했다고 하죠.
금양의 원통형 배터리 개발 로드맵
금양의 연도별 개발 계획은 다음과 같습니다.
여기에 더해 가격 경쟁력을 위해 '26년까지 미드 Ni NCM과 NCMA를 섞어서 사용한다고도 합니다.
| 연도 | 셀 종류 | 에너지 밀도 | 용량 | 어플리케이션 | 특징 |
| 2023년 | 2170 셀 | 270 Wh/kg | 5.0Ah | 500 km (자전거) | Ni 97% NCMA(단결정) 양극, 천연 및 인조 흑연 사용 |
| 2024년 |
4695 셀 | 290 Wh/kg | 34.0Ah | 800 km (오토바이) |
Ni 97% NCMA(단결정) 양극, SiCx 4% 흑연 사용 |
| 2170 셀 | 290 Wh/kg | 5.5Ah | 550 km (자전거) | ||
| 2025년 |
4695 셀 | 310 Wh/kg | 38.0Ah | 850 km (트럭) | Ni 97% NCMA 단결정 양극, SiCx 6% 흑연 사용, 열 안정성 및 긴 수명 |
| 2170 셀 | 306 Wh/kg 217 Wh/kg |
5.8Ah 4.0Ah |
580 km (트럭), 전동 공구 |
||
| 2026년 |
46xx 셀 | 340 Wh/kg | 45.0Ah | 930 km, 600 km (전기차) |
Tab-less 셀, 25% SiCx 흑연 사용, 고열 안정성 CCS, Si 용 전해질 첨가제 및 단일 종류 바인더 사용 |
| 2170 셀 | 315 Wh/kg 234 Wh/kg |
6.0Ah 4.3Ah |
전동 공구 | ||
| 2027~2030년 | 46xx 셀 | >500 Wh/kg | - | >1200 km (Solid-state) |
Ni-free NCMA, 순수 Si 음극, Li 메탈 음극, 고체 전해질 사용 |
개인적으로 봤을 때는 단결정 양극의 가장 큰 단점이 초기 저항으로 인한 낮은 용량인데,
전기차, 전기자전거 등의 어플리케이션의 긴 주행거리를 봤을 때.. 굉장히 도전적인 목표인 듯합니다.
성공만 한다면, 강력한 배터리 maker가 탄생하는 거니까 개인적으로 응원합니다.
금양의 원통형 배터리 생산 계획과 목표는?
기장공장 계획
| Model (Capa/Year) |
Technical Review |
Equipment Order | Warehousing (FAT) | Installation | Commissioning (SAT) | Pre Production |
Mass Production |
| 21700 #1 (100Mil.) |
'23.06.30 | '23.07.31 | '24.08.31 | '24.11.15 | '24.12.31 | '25.02.28 | '25.03.01 |
| 21700 #2 (100Mil.) |
'23.09.30 | '23.10.31 | '25.01.31 | '25.01.15 | '25.03.31 | '25.05.31 | '25.06.01 |
| 4695 #1 (50Mil.) |
'23.10.31 | '23.12.31 | '25.03.31 | '25.03.31 | '25.05.31 | '25.08.31 | '25.09.01 |
| 4695 #2 (50Mil.) |
'24.05.31 | '24.06.30 | '25.08.31 | '25.08.31 | '25.10.31 | '25.12.31 | '26.01.01 |
기장공장 양산 능력
| Model | Capacity (Cell, Mil.) |
GWh | Cell Energy (Capa. Ah) | Voltage (V) | Wh/Cell | EV KWh / Unit |
EV Unit Year (K) |
| 4695 | 100 | 12.5 | 34.0 | 3.67 | 124.8 | 60 / 75 | 208 / 167 |
| 21700 | 200 | 3.7 | 5.0 | 3.70 | 18.5 | 60 / 75 | 62 / 49 |
| Total | 300 | 16.2 | - | - | - | - | 270 / 216 |
- 총 라인 수 (Phase 1 + 2): 8 Lines
- 총 생산 능력: 41.2 GWh
- EV Unit Year: 557,000 (EV KWh Unit : 75)
- Phase 1: 2023년 9월부터 2024년 12월까지 총 196 M Cells 생산 예정
- Phase 2: 2024년 5월부터 2026년 7월까지 추가 196 M Cells 생산 예정
- Phase 2는 계획 중
이 양을 소화할 수 있을까.. 싶긴 합니다만 일단 기대하는 마음으로 지켜보겠습니다.
금양의 미래의 원통형 셀 스펙과 테슬라의 원통형 배터리의 차이 비교를 아래의 글을 통해 확인해보세요!
원통형 배터리 : 금양의 셀 스펙 및 테슬라와의 비교 결과
금양의 원통형 배터리의 셀 스펙은?테슬라의 4680 배터리와 견줄 수 있을까?안녕하세요! WAB입니다.오늘은 금양의 원통형 배터리와 향후 출시될 46XX 시리즈에 관해서 살펴보겠습니다.금양에 대한
wearethebattery.tistory.com
다음 시간에는..
계속해서 Battery Day에 발표된 내용들에 대해 정리해 보도록 하겠습니다.
읽어주셔서 감사합니다.
아래는 저와 소통할 수 있는 채널입니다.
자세한 사항을 원하시거나, 비즈니스 및 컨설팅 문의를 아래의 채널로 연락 부탁드립니다.
wearethebattery@gmail.com
Dr. WAB
We Are the Battery
t.me
WAB님의 오픈프로필
Dr. WAB
open.kakao.com