LG에너지솔루션이 제너럴모터스(GM)와 함께 생산할 전기차(EV) 배터리가 '장축 셀' 위주인 것으로 전해졌다. 장축 셀은 배터리 셀 좌·우 길이가 500㎜ 이상인 제품이다. 기존 3단 배열 구조의 배터리 모듈을 2단 배열 구조로 바꿀 계획이다. 원가절감과 함께 열 관리, 다양한 차종 적용을 위한 선택으로 보인다.
20일 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 GM과의 전기차 배터리 합작사(얼티엄셀즈)를 통해 장축 배터리 셀로 모듈을 구성한다. 기존 '1+1+1'의 3단 배열에서 '1+1' 2단 배열을 채택했다. 일부 차종의 경우 전통적인 'T'자 배열의 ICE 플랫폼을 사용하지만, 대부분은 2단 배열 모듈을 적용할 계획이다.
장축 배터리 셀은 에너지 밀도를 높일 수 있는 기술이다. 같은 전기차라도 일반폭 배터리 셀 대신 장축 배터리 셀을 이용하면 1회 충전시 주행거리를 10% 이상 늘릴 수 있다. GM 전기차 플랫폼 '얼티엄(Ultium)'은 표준 모델 기준 12개의 배터리 모듈이 탑재된다.
양극재는 포스코케미칼과 LG화학이 만든 니켈·코발트·알루미늄(NCMA)을 쓴다. 니켈 함량 80% 이상이다.
장축 셀, 하이니켈 양극재, 2단 배열 모듈로 전기차 주행거리를 늘리고 원가절감과 다양한 차종 디자인이 가능하다. GM은 해당 배터리를 캐딜락, 쉐보레, GMC 브랜드 전기 스포츠유틸리티차량(SUV)·픽업트럭에 채용할 계획이다.
LG에너지솔루션과 GM은 생산성 확대를 위해 두 가지 기술을 추가로 적용했다. 하나는 대용량 믹싱 장비, 다른 하나는 라미네이션(Lamination) 공정이다. 믹싱 장비는 양극재와 음극재를 일정하게 섞어주는 역할을 한다. 2300리터 대용량 모델이 채택됐다.
라미네이션 공정은 배터리 소재를 계단처럼 층층히 쌓는 스태킹(Stacking) 공정의 일부다. 분리막 위에 양극·음극을 쌓고 라미네이션 공정으로 정렬한 다음 배터리 소재를 접어 만든다. 양극·음극을 낱장으로 재단 후 분리막과 번갈아 쌓는 Z-스태킹 공법과 비교해 셀 길이 확대가 상대적으로 손쉬운 것으로 알려져 있다.
최근 LG에너지솔루션과 GM은 두 번째 미국 전기차 배터리 공장을 짓는다고 발표했다. 양사는 1조원씩 총 2조7000억원을 투자할 계획이다. 공장 부지는 테네시주 스프링힐이다. 연내 착공해 오는 2023년 하반기에 양산할 계획이다. 양사는 2024년 기준 총 70기가와트시(GWh) 이상의 배터리 생산 능력을 갖추게 된다.
