테슬라 로보택시 공개…'건식 전극' 4680 언제 탑재할까

'게임 체인저' 건식 전극 공정
테슬라 2020년 도입 공식화
로보택시 적용 여부 주목

▲미국 캘리포니아주 롱비치 테슬라 판매장에서 17일(현지시간) 테슬라 차량들이 보인다. 롱비치(미국)/EPA연합뉴스

미국 전기차 업체 테슬라가 ‘로보(무인)택시’를 공개한 가운데, 테슬라가 업계 최초로 건식 전극 공정을 도입한 4680(지름 46㎜·80㎜) 원통형 배터리를 채택할지 관심이 모인다.

테슬라는 10일(현지시간) 미국 캘리포니아주 워너브러더스 영화 스튜디오에서 ‘위, 로봇(We, Robot)’ 행사를 열고 로보택시 시제품과 사업 계획 등을 발표했다. 당초 8월 8일 공개하겠다고 발표했으나, 디자인 변경 등을 이유로 2개월 가량 연기됐다.

업계에서는 테슬라가 로보택시에 건식 전극 공정을 적용한 4680 배터리를 탑재할지 주목하고 있다.

배터리 제조의 첫 단계인 전극 공정은 리튬, 니켈, 코발트 등으로 이뤄진 양·음극 활물질을 집전체에 코팅해 양극과 음극을 만드는 공정이다.

대부분의 배터리 기업은 습식 공정을 택하고 있다. 활물질과 도전재, 바인더를 용매와 섞어 만든 액상 슬러리를 집전체에 코팅한 뒤 이를 다시 건조하는 방식이다.

건식 공정은 각종 원료를 용매 없이 혼합해 고체 파우더로 만들어 집전체에 코팅한다. 건조 과정이 생략되는 만큼 습식 공정 대비 제조 비용을 최대 30%까지 낮출 수 있고, 전극을 두껍게 만들어 에너지 밀도를 높일 수 있다.

다만 건식 공정은 여러 기술적 난제로 상용화되지 못한 상황이다. 활물질, 도전재, 바인더를 용매 없이 균일하게 혼합하는 것부터 쉽지 않을뿐더러 점성 없는 고체 파우더를 집전체에 고르게 도포하는 것은 더욱 어렵기 때문이다.

10년 전부터 기술 개발을 시작한 LG에너지솔루션의 경우 올해 4분기 오창 에너지플랜트에 파일럿(시범생산) 라인을 구축하고 2028년 상용화할 계획이다. 삼성SDI는 충남 천안에 파일럿 라인을 완공한 것으로 알려졌다.

2020년 건식 전극 도입을 공식화한 테슬라는 현재까지 음극에만 건식 공정을 적용하고 있다. 업계는 음극에 건식 공정을, 양극에는 기존 습식 공정을 적용한 테슬라의 4680 배터리 수율이 70% 초반 수준일 것으로 추정하고 있다.

외신에 따르면 테슬라는 2026년까지 건식 양극을 적용한 4680 배터리 4종을 도입할 예정이다. 이중 ‘NC05’로 명명된 배터리는 로보택시를 비롯해 사이버트럭, 세미트럭에 적용될 것으로 전해진다. 앞서 7월 2분기 실적발표 컨퍼런스콜에서는 건식 양극을 적용한 배터리를 사이버트럭 1대에 테스트 중이고, 4분기 중 생산할 것이라고 밝힌 바 있다.

배터리 업계 관계자는 "건식 전극 공정은 비용 절감 효과가 크기 때문에 비용을 낮추고 수익성을 높이려는 테슬라의 전략과도 일치한다"며 "다만 건식 양극을 적용한 배터리를 대량 양산할 수 있을지는 지켜봐야 한다"고 말했다.