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<인터뷰 원문>

 

진행 : 디일렉 한주엽 대표, 디일렉 이수환 전문기자

출연 : SK온 주식회사 이성환 PM(Cell 개발6Unit)

 

안녕하세요, 디일렉입니다. 오늘부터 금요일이죠, 3일 동안 서울 삼성동 코엑스에서 인터배터리 2024 전시회가 열리는데. 지난해와 마찬가지로 올해도 디일렉에서 현장 라이브를 진행합니다. 오늘 첫 시간인데요. SK온에서 나와주셨습니다.

“안녕하세요, SK온의 이성환이라고 합니다.”

오늘 SK온이 주로 말씀하실 건 어워드를 받으셨어요.

“영광스럽게도 ‘어드밴스드 SF 배터리’로 저희가 어워드를 받게 되었습니다.”

어드밴스드 SF 배터리는 어떤 제품인가요?

“우선 어드밴스드 SF 배터리를 말씀드리기 전에 SF 배터리에 대해서 먼저 말씀을 드리면, SF 배터리는 전기차의 핵심 요소 중 하나인 충전 시간을 단축한 배터리이고요. 18분 만에 SOC 기준 80%까지 충전이 가능한 배터리입니다. 어드밴스드 SF 배터리는 여기에 더 추가해서, 에너지 밀도를 기존 SF 배터리보다 증량을 시키면서 동일한 급속충전 성능을 낼 수 있는 배터리를 개발하였습니다.”

-SF는 무엇의 약어입니까?

“‘Super Fast’의 약어입니다.”

그런데 어떻게 충전 속도를 그렇게 빠르게 할 수 있었던 건가요?

“보통 에너지 밀도가 높아지게 되면 음극이 확산할 때 확산 속도가 느려지면서, 충전 속도가 느려지는 게 정론적이기는 한데요. 어드밴스드 SF 배터리는 새로운 공법들이 적용되면서 급속충전 성능까지 만족할 수 있었습니다.”

새로운 공법이라는 것은 어떤 공법입니까?

“우선은 급속충전 자체가 음극의 저항을 최대한 낮추는 게 키포인트인데. 저항을 낮추기 위해서 바인더 함량을 최소화할 수 있는 코팅 공법을 개발하였고요. 그리고 음극 슬러리 내에 흑연들이 조금 더 리튬이온의 이동을 단축시킬 수 있게 인위적으로 정렬을 해서 저항을 낮추고, 그로 인해서 급속충전 성능도 증량할 수 있는 기술을 개발하게 되었습니다.”

그러면 음극재는 어딘가에서 우리가 원하는 스펙에 맞춰주세요해서 바인더 함량을 최소화해서, 그렇게 해서 받으신 겁니까?

“저희가 이 모델에 대해 특화해서 받은 음극재는 아니고요. 보편적으로 상용화되고 있는 음극재에 새로운 공법 두 가지를 적용했다고 봐주시면 될 것 같습니다.”

그러면 천연 흑연 기반에 공법만 바뀌었다는 말씀이신 거죠?

“대체적으로 천연 흑연과 인조 흑연들을 섞어서 쓰고 있는데, 세부적인 내용은 조금 공유 드리기가 어려울 것 같고요. 섞어서 쓴다고 봐주시면 될 것 같습니다.”

바인더 함량을 최소화하고, 그리고 이동을 빠르게 하는 거다.

“결국엔 리튬이온이 움직이는 데 있어서 움직임을 방해할 수 있는 요소들을 최소화한 배터리라고 이해해 주시면 이해가 쉬우실 것 같습니다.”

그러면 SF의 경우에 성능이 18%의 개선이 있었다고 했는데, 이거는 어디 기준으로 18% 개선입니까?

“보통 급속충전 시간 기준으로 개선되었다고 봐주시면 될 것 같고요.”

기존 SK온의 배터리에 비해서요?

“SK온 배터리에서 이 정도 에너지 밀도를 가지고 있는 셀에 대해서 이 정도의 급속충전 성능을 갖는다고 판단하는데, 그거 대비해서 18% 정도 개선되었다고 보시면 될 것 같습니다.”

그렇군요, 18% 개선되면 열은 더 많이 안 납니까?

“물론 열도 발생을 하는 부분이고, 급속충전 시에는 열이 발생하는데요. 이 부분도 급속충전 프로토콜이라고 부르는 충전 방식을 조율해 가면서 최적화한 제품이라고 봐주시면 될 것 같습니다.”

당연히 SF 배터리의 충전 시간이 짧아져야 불편함을 최소화하고 전기차를 탈 텐데. 회사에서 이런 아이디어를 내게 된 배경, 언제부터 이렇게 개발을 했는지 이런 것도 궁금하네요.

“물론 실제 사용자 입장에서는 충전 속도가 빨라지는 게 제일 좋기는 한데요. 우선은 저희의 니즈보다는 고객사의 요구사항을 받아서 그걸 관철시키는 조직이거든요. 그러다 보니까 고객사에서 18분이라는 급속충전 시간을 요구받았고, 거기에 맞춘 배터리를 개발하게 되었습니다.”

-18분이요? 18%?

“18분에 SOC 80%까지 충전하는.”

그 고객사가 어딥니까?

“그거는 공유 드리기 어려울 것 같습니다.”

국내 고객사입니까?

“그걸 말씀드리면 다 말씀드리는 거라.”

그러면 기존에 있던 작년 SF 배터리가 있었잖아요. 그건 이미 양산돼서 출하되고 있습니까?

“네, 그 배터리는 양산되어서 출하되고 있고요. 지금 어드밴스드 SF 배터리도 양산돼서 출하되고 있습니다.”

아까 설명하시기로는 저항을 낮추면서 리튬이온의 이동 속도를 빠르게 하는 방법으로 SF라는 기술을 개발했는데. 어드밴스드 SF 배터리는 더 어드밴스드 된 겁니까?

“네, 보통 에너지 밀도를 올린다는 게 동일한 부피에서 낼 수 있는 에너지를 늘린다는 거거든요. 그 말은 결국에는 에너지의 원천이 되는 재료들을 더 많은 양을 압축해서 넣어야 하는데, 그런 압축하는 과정에서 급속충전 성능은 상대적으로 디메리트(Demerit) 되게 되어 있습니다. 이 부분을 보완해 가면서 개발이 진행된 배터리입니다.”

그러면 일반 고객사가 느끼기에 기존 것과 어드밴스드 SF 배터리의 차이는 뭡니까? 속도는 더 빨라지지 않은 거예요?

“어떻게 보면 충전량은 늘어나기 때문에 동일한 속도에 더 많은 양을 충전한다고 봐주시면 될 것 같아요.”

그건 수치화된 건 없습니까?

“한 10% 정도의 에너지가 증가했다고 봐주시면 될 것 같습니다.”

기존에 18% 줄였는데, 거기서 더 10%

“급속충전 성능은 18%가 줄었고, 에너지 측면에서는 10%가 증량된 겁니다.”

그럼 실제로는 효율이 더 높은 거네요.

“그렇게도 볼 수 있습니다.”

밀도가 높아졌다는 얘기입니까?

“네, 밀도가 높아진 제품입니다.”

밀도가 10% 높아졌다. 어떻게 그렇게 높였습니까?

“그게 아까 말씀드린 두 가지 새로운 공법이 주요하게 작용하게 되었고요. 이걸 개발하기 위해서 한 2년의 시간이 있었고. 그리고 아까 열 말씀해 주셨는데, 급속충전 프로토콜을 최적화하는 과정이 생각보다 긴 시간이 소요되었습니다.”

안정성을 높이기 위한 기술은 어떤 것들이 들어가 있나요?

“안전성은 저희가 Z-폴딩이라는 기법을 사용하고 있는데요. 양극과 음극 사이에 분리막을 두고, 분리막이 Z자 형태로 적층이 되는 형태입니다. 양극과 음극 사이에 분리막이 Z자 형태를 지니면서, 물리적으로는 컨택이 될 수 없는 상황에 놓이게 되거든요. 이런 부분이 안전성에 위험 요소를 원천 차단한다고 봐주시면 될 것 같습니다.”

-Z-폴딩 자체는 기존에도 쓰셨던 거고. 사실은 이런 급속충전이 들어가게 되면 전해질 조성이나 첨가제나 이런 것도 다 바뀌어야 되는거 아닙니까?

“물론 그런 부분도 다 바뀌어야 되고요. 저항을 낮출 수 있는 방향으로 진행은 되고 있는데, 세부적인 건 말씀드리기 조금 어려운 부분이 있습니다.”

그러면 SF 배터리를 탑재한 자동차도 시중에 돌아다니고 있고, 어드밴스드 SF도 나왔습니까?

“네, 시장에 나와서 지금 상용화되고 있습니다.”

전기차에 이미 탑재가 됐다는 말씀이신 거죠?

“이건 SK온 부스에도 있는 거니까 말씀드릴 수 있을 것 같습니다.”

어디에 들어가요?

“EV9에 들어가 있습니다.”

기아자동차에서 최근 나왔다는 큰 차 말씀하시는 거죠?

“맞습니다.”

그럼 EV9에 어드밴스드 SF 배터리가 들어가서, 고객사는 어떤 식으로 프로모션을 하고 있습니까? 지금 말씀하신 그런 내용들 얘기가 다 나갑니까? 우리가 속도도 빠르고.

“그런 부분을 어필하시는 걸로 알고 있습니다.”

이게 소구 포인트가 됩니까? 확실한 마케팅 소구 포인트가 될 수 있다고 보십니까? 완성차에 들어갔을 때, 전기차에 들어갔을 때. SK온의 SF 배터리 혹은 어드밴스드 SF 배터리가. 앞으로는 다 어드밴스드 SF로 가겠죠?

“맞습니다, 앞으로는 최대한 이런 쪽으로 오게 될 거고요. 물론 18분이라는 시간도 기존 휘발유 차를 타는 고객들의 니즈에 못 미치는 부분은 확실히 있기는 한데요. 그런데 충전 속도를 올리게 되면, 그만큼 안전에 대해서는 위험한 상황이 올 수가 있거든요. 그런 측면에서 점진적으로 충전 속도가 줄어가고 있는 상황입니다.”

-18분에 80%, 초기 전기차는 대략 몇 분 정도에 어느 정도 찼습니까?

“초기에 나온 것들은 보통 3시간 정도 걸리면 완충되는 콘셉트로 나왔었습니다.”

그런데 18분 만에 80%까지 급속으로 충전을 할 수 있는.

어드밴스드 SF니까, 다음에는 또 어떻게 계산을 해야 될까요?

“그 부분은 아직 개발 중이고요. 많은 부분, 소재적인 부분도 그렇고 공법적인 부분도 그렇고 새로운 게 많이 적용돼야 하다 보니까 시간과 연구 진행이 필요할 것 같습니다.”

-EV9 같은 거 말씀하셨으니까. “18분에 80%까지 충전이 됩니다라고 아마 고객사도 그렇게 얘기를, 마지막 고객한테 얘기를 하는지 안 하는지는 잘 모르겠는데. 그럼 SK온의 어드밴스드 SF 말고, 다른 제조사의 배터리 셀을 단 전기차들도 나와 있지 않습니까? 그것들은 평균적으로 몇 분에 한 몇 퍼센트까지 충전되는 건가요? 제가 이걸 왜 여쭤보냐면 어느 정도 어드밴스드 돼 있는지 궁금해서.

“이 부분은 제가 따로 알아보지는 못했는데요. 한 25~30분 정도이지 않을까 싶습니다.”

테슬라는 어때요?

테슬라가 800V를 지원 안 해서. 지금 EV 라인 같은 경우 800V를 지원하죠?

“이 부분은 자동차 사양이고 저희는 셀 단품을 개발하다 보니까, 이 부분에 대해 제가 정확히 알고 있지는 못합니다.”

구체적으로 새로운 것도 아마 회사 안 셀 개발하는 쪽에서 하고 계실 텐데. 방향성은 빠르게 안전하게이 방향으로 쭉 가는 겁니까?

“하이엔드 배터리들은 이런 방향성을 추구할 것 같고요. 그런데 요즘 회사가 다변화된 폼팩터, LFP라든지 원통형 배터리를 개발하려고 하고 있어서 포트폴리오가 다양해지는 방향으로 가지 않을까 싶습니다.”

지금 EV9에 들어간 건 어떤 방식입니까?

“이건 하이엔드 배터리라고 봐주시면 될 것 같습니다.”

초고속 충전 기술이 들어가게 되면 양극재도 바뀌어야 하나요?

“양극재는 급속충전보다는 에너지 밀도를 향상시키는 데 포커스가 되어 있어서.”

아까 에너지 밀도도 높였다고 하셔서.

“그런 쪽으로 보통 양극재는 변화를 주고는 있습니다.”

어쨌든 셀 쪽에서 고려 요소가 되게 많아졌겠어요. 원통형도 해야 하고, LFP도 해야 하고, 지금 얘기한 하이엔드 쪽도 해야 하고. 종류가 되게 많죠?

“네, 작년에 비해서 종류가 되게 많아졌고요.”

계속 많아질 것으로 보십니까?

“회사 입장에서는 수익을 창출해야 되니까. 수익성이 가장 좋은 모델들이 점점 메인으로 부상하고 나머지 모델들은 주춤하거나 할 수는 있겠지만, 현재로서는 세 가지 모델 다 진행하지 않을까 싶습니다.”

-LFP, 원통형.

“그리고 현재 진행하고 있는 파우치형.”

그렇게 다 하고 계시는 거고. 지금 계신 쪽에서는 주로 개발 위주로 하시는 거죠?

“저희 부서는 셀 개발을 중점적으로 하고 있고요. 셀 설계부터 시제품을 만들고, 이 시제품이 저희가 설계한 대로 성능을 구현하는지 평가하고, 이걸 양산화하기까지 준비하는 과정을 하는 조직입니다. 그걸 준비하고 있다고 봐주시면 될 것 같습니다.”

어드밴스드 SF 배터리는 지금 계신 팀에서 하신 거죠?

“맞습니다.”

계신 팀이라고 해야 됩니까? 그룹에서?

“팀이라고 말씀해 주셔도 될 것 같습니다.”

그러면 팀이 여러 개가 있을 것 같은데, 어떻게 합니까? 어드밴스드 SF 배터리는 이 팀에서 하셨고, 다른 건 또 다른 팀에서 합니까? 아니면 병렬로 동시다발적으로 해서 먼저 시작한 팀 것을 채택하는 겁니까?

“보통 그렇지는 않고요. 고객사에 특화된 팀들로 구성되어 있고, 그 고객사 중에서도 장폭형 배터리와 단폭형 배터리 이런 식으로 나눠서. 팀들이 세부적으로 나눠져 있다고 봐주시면 될 것 같습니다.”

그럼 계신 팀은 국내 고객사 팀이신가 보죠? EV9 쪽이니까.

“맞습니다.”

요구들이 어떻습니까? 어쨌든 알려져 있는 SK온의 여러 고객사가 있을 텐데. 수시로 만나서 우리는 이런 신차를 몇 년 뒤에 내놓을 거니까, 이런 요구사항에 맞는 배터리를 만들어주면 좋겠습니다이런 식으로 해서 시기별로 미팅을 하십니까?

“저희는 기술적인 미팅을 주로 진행하고, 새로운 배터리를 수주하는 과정은 마케팅 조직에서 진행하고 있고요. 어느 정도 주기로 만나는지 모르겠지만 고객사의 니즈를 최대한 받아서 그걸 저희 개발팀에 주게 되면, 저희는 고객이 요청한 개발 일정과 요구사항에 맞춰서 개발을 착수한다고 이해해 주시면 될 것 같습니다.”

-PM님이 엔지니어시니까. 마케팅에서 요구를 듣고 이쪽으로 전달했을 때 말도 안 돼, 이걸 어떻게 해이런 것도 있어요?

“저는 그 정도까지 받아보지는 못한 것 같고요. 고객사들도 저희뿐만 아니라 여러 배터리 회사들을 상대하고 있고, 기존에 양산한 배터리에서 +α를 원하지 말도 안 되는 걸 해서 달라고 하는 케이스는 별로 없는 것 같습니다.”

지금 계신 팀에서 특정 고객사로 인해서 만들어진 어드밴스드 SF 배터리를 만드셔서 공급하셨단 말이죠. 그러면 그게 다른 자동차 회사로도 판매가 되면, 애초에 그 요구를 한 회사는 싫어하지 않을까요?

“보통은 그 회사에 맞춰서 개발한 모델이기 때문에 그 회사 향으로 나갈 건데요. 다변화하는 케이스는 없을 것 같습니다, 특정 고객사에 맞춘 배터리이다 보니까요.”

어드밴스드 SF 배터리 같은 경우는 다른 고객사에도 팔 수 있는 거 아닙니까? 예를 들어서 이 기술의 방식은.

“그렇다고도 볼 수 있기는 한데, 배터리의 사이즈도 고객사마다 요구하는 수준이 다르다 보니까 이런 데서 마이너 튜닝도 필요하고요. 실제로 같은 기술이라고 해도 그 고객사의 사양을 만족할 수 있는지 없는지도 평가를 해봐야 하거든요. 그런 측면에서는 고객사마다 특화된 배터리가 개발되고 있습니다.”

이번에 상 받은 어드밴스드 SF 배터리는 훨씬 이전부터 개발이 되었겠네요. EV9도 이미 작년에 차가 나왔고 말이죠.

“어드밴스드 SF 배터리는 한 2021년~2022년 이때부터 시작했었습니다.”

그럼 지금 개발하시는 건 앞으로 한 2~3년 뒤에 나올 차들 대상이겠네요.

“보통 시작하게 되면 그 정도의 텀을 가지고 개발이 진행됩니다.”

뭔가 하고 계시다는 거죠?

“네, 그래야 회사도 돈을 벌 수 있으니까요.”

목표 같은 게 있을 텐데, 지금 18분이라고 말씀하셨잖아요. 그러면 10분 안쪽으로 들어가는 게 어떻게 보면 모든 배터리 회사들의 목표 중 하나일 것 같은데. 실제로도 그렇게 진행이 되고 있습니까?

“급속충전을 (현재와 비슷한 가격 수준에서) 10분이라는 숫자에 맞추는 건 정말 꿈에 가까운 숫자일 것 같고요. 그런데 결국에는 엔드 유저들의 선택을 받으려면 엔드 유저들이 원하는 사양을 만족해야 하는 거고. 그걸 위해서 저희는 계속 제품을 개선해 가지 않을까 싶습니다.”

정리_안영희 PD anyounghee@thelec.kr

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