“BYD냐 아니면 SK온이냐”..모듈 없는 셀투팩(CTP) 기술 차별점은?

[데일리카 하영선 기자] 중국의 완성차 BYD와 한국의 SK온이 배터리 셀투팩(Cell-to-Pack, CTP) 기술을 놓고, 신경전이 만만찮다.

5일 업계에 따르면 전기차 배터리 시장의 승부처가 ‘가격 경쟁력’으로 옮겨가고 있는 가운데, 모듈 단계를 생략한 ‘셀투팩’ 기술을 앞세워 차세대 배터리 시장에서의 주도권 확보 경쟁이 치열해지고 있다.

셀투팩 기술을 먼저 내놓은 건 BYD다. BYD는 2020년 LFP(리튬·인산·철) 배터리 기반 ‘블레이드(Blade) 배터리 ’를 공개했다. NCM(니켈·코발트·망간) 배터리 대비 안전성과 내구성이 뛰어나다는 강점을 지녔다.

블레이드 배터리는 칼날처럼 길고 평평한 모양으로 제작하고, 모듈이라는 중간 매개체 없이 배터리팩에 바로 담는 셀투팩 방식이 활용됐다. 그런만큼 공간 활용도를 기존 대비 50% 높였다.

동일한 공간에 더 많은 배터리를 넣을 수 있게 돼 LFP 배터리의 단점으로 지적돼온 에너지 밀도를 개선하고, 주행거리를 향상시킬 수 있었다는 게 BYD 측의 설명이다.

블레이드 배터리는 못이 관통하는 순간 강력한 열폭발과 함께 화재가 발생한 NCM 배터리와는 달리 화염이나 연기 등의 현상이 발생하지 않은 점도 포인트다.

SK온이 개발한 셀투팩도 ‘셀-모듈-팩’의 3단계 조립 공정에서 모듈 단계를 없애고, 셀을 팩에 직접 담는다는 점에서 BYD와 같은 방식을 사용한다. 다만, SK온은 NCM 배터리 기반의 파우치형 이라는 점에서 차별적이다.

공간 활용도를 높이고, 배터리 경량화, 에너지 밀도 향상 뿐 아니라 공정의 단순화를 통한 생산비 절감이라는 이점을 확보할 수 있다.

SK온은 특히 미래기술원 산하 전담 TF를 통해 ‘파우치형 셀투팩’ 기술을 완성해가고 있다는 점에서 기술적 차별점을 강조한다. 형태 제약이 적은 파우치형 셀의 특성을 살려 공간 활용성을 극대화하면서, 셀 사이엔 단열재를 배치해 화재 전이를 차단한다.

업계 최초로 구현한 이 같은 ‘대면적 냉각 기반 파우치형 셀투팩’은 배터리 기술력의 핵심으로 부상하고 있다. 셀 사이에 알루미늄 냉각판을 삽입해 열을 빠르게 분산시키면서도, 이 판이 구조적 지지대 역할을 수행하게 해 강성과 냉각 성능을 모두 잡았다는 의미다.

시장조사기관 360i 리서치에 따르면 글로벌 셀투팩 시장은 연평균 26% 이상 성장해 오는 2032년엔 2775억 달러(약 375조 원) 규모에 달할 전망이다.

중국(GB 38031), 유럽(UN R100), 미국(FMVSS No.305a) 등 주요국이 배터리 열확산(TP) 안전 기준을 대폭 강화하면서 셀투팩 기술이 더욱 주목받는 이유다. 기존 방식으로는 안전 보강재 추가 시 무게와 부피가 늘어나는 한계가 있었으나, 셀투팩은 공정 단순화를 통해 안전성과 효율성을 동시에 잡을 수 있는 대안으로 꼽힌다.

김다희 SK온 프로페셔널 매니저(PM)는 “SK온은 R&D 4대 핵심 과제인 고체 배터리와 열확산 방지 솔루션으로 안전성을 높이고, 건식 전극과 셀투팩 기술로 가격 경쟁력을 확보하고 있다”며 “R&D 혁신, 배터리 기술을 통해 시장 경쟁력을 보다 강화할 것“이라고 말했다.