4680 배터리

4680 배터리(맨 우측)

테슬라(Tesla)

4680 배터리(4680 Battery)는 미국의 전기자동차 회사인 테슬라(Tesla)가 개발중인 차세대 배터리이다. 2020년 9월 22일 일론 머스크(Elon Musk)가 개발계획을 발표했다. 4680 배터리는 새롭고 큰 원통형 배터리셀로, 기존 대비 에너지 용량을 5배, 출력을 6배, 주행거리를 16% 각각 개선했다. 앞의 숫자 2개는 지름을, 뒤의 숫자 2개는 길이를 뜻한다. 즉 4680 배터리는 지름 46mm, 길이 80mm인 원통형 배터리란 뜻이다. 이는 기존에 사용됐던 2170 배터리(직경 21mm, 길이 70mm) 원형 배터리보다 커진 것이다.

개요

4680 배터리는 차세대 배터리로, 전고체 제품 이전에 나올 수 있는 가장 개선된 형태다. 기존 배터리보다 에너지 용량을 높여 비용을 절감할 수 있다. 양산중인 2170 배터리에 비해 크기를 키우면서 에너지 용량은 5배, 출력은 6배 개선돼 전기자동차 주행거리도 16% 늘어난다. 4680 배터리에는 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 양극재를 적용해 니켈 함량을 85~90%로 높이고, 알루미늄을 첨가한다. 통상 배터리팩 가격이 킬로와트(kWh)당 100 달러 미만으로 떨어지면 전기자동차가 내연기관 자동차가 가격 경쟁력이 생기는 시점으로 판단하는데, 4680 배터리로 이를 달성할 수 있을 것이라는 전망이 많다. 2022년 6월 기준 비용은 킬로와트당 105 달러 수준이다. 전고체 배터리는 2028년 양산 예정인 데다 넘어야 할 기술 장벽이 많지만, 4680 배터리는 단기간 내 효율성을 크게 높일 수 있다. 원통형 배터리는 2차전지 중에서 가장 오래된 기술이지만, 크기를 늘리는 혁신으로 파우치형과 각형에 비해 더 앞선 것으로 꼽힌다. 업계는 테슬라 전기차가 4680 배터리를 탑재하면 가격 경쟁력이 높아질 것으로 예상한다.

개발사 및 제조사

㈜엘지에너지솔루션(LG Energy Solutions)

테슬라는 일본 파나소닉, LG에너지솔루션(중국형 모델3·모델Y)으로부터 원통형 배터리를 공급받고 있다. 테슬라는 2020년 9월 배터리데이에서 신형 4680 배터리를 소개하며 미래 표준으로 원통형 배터리를 채택하겠다고 밝혔다. 이에 2022년 6월 13일, LG에너지솔루션은 5,800억원을 투자해 충북 오창 2공장에 테슬라 납품용 4680 배터리 라인 신설계획을 밝혔다. 2023년 하반기 양산에 들어갈 계획으로, 이렇게 되면 글로벌 배터리 업계의 게임체인저로 불리는 4680 배터리를 세계에서 가장 빨리 양산하게 된다. LG에너지솔루션은 4680 배터리 양산을 위한 글로벌 배터리 업체 간 기술 경쟁에서 승기를 잡은 것으로 평가받는다. 테슬라를 고객사로 둔 파나소닉은 미국에 4680 배터리 전용 공장을 2028년 완공할 계획이다. 일본에서는 2024년 중 양산이 목표다. 파나소닉은 LG에너지솔루션보다 먼저 테슬라에 4680 배터리 시제품을 전달했다고 발표했으나 양산 시기는 LG에너지솔루션보다 늦다. 테슬라에 각형 리튬·인산·철(LFP) 배터리만 공급하는 중국 CATL과도 점유율 격차를 줄일 수 있을 것으로 전망된다. CATL은 원통형 배터리 시장에 진출할 계획이지만, 기술력은 LG에너지솔루션보다 현저히 부족하다는 게 업계 분석이다. 삼성SDI는 4680 배터리 개발 단계에 있고, SK온은 파우치형 배터리만 생산하고 있다. 테슬라도 미국 공장에서 자체적으로 4680 배터리를 양산 중이지만 수율(완성품 중 양품 비율)이 50% 미만인 것으로 전해졌다.

참고자료

• 〈4680〉, 《한경 경제용어사전》
• 〈4680 배터리〉, 《한경 경제용어사전》
• 김성은 기자, 〈'빅뉴스' 없었던 테슬라 배터리데이…'2900만원 반값 전기차'는 솔깃〉, 《머니투데이》, 2020-09-23
• 김성은, 안정준 기자, 〈"기대 이하" "무섭다"…테슬라 배터리데이, 엇갈린 시선〉, 《머니투데이》, 2020-09-23
• 오아름 기자, 〈테슬라, "3년 내 배터리 가격 절반으로 낮출 것"〉, 《오토타임즈》, 2020-09-23
• 전소연 기자, 〈"4680·4695 배터리가 뭐길래?"…韓中日' 배터리 삼국지〉, 《아시아타임즈》, 2022-06-09
• 최만수 기자, 〈파우치·원통·각형…불붙는 '배터리 표준' 경쟁〉, 《한국경제신문》, 2021-03-16
• 〈LG에너지솔루션 오창 원통형 배터리 신·증설에 7300억 원 투자〉, 《LG에너지솔루션 공식 블로그》, 2022-06-13
• 김형규, 박한신 기자, 〈LG엔솔, 배터리大戰 승기 잡았다…'테슬라용 4680' 업계 최초 양산〉, 《한국경제》, 2022-06-13
• 최태인 기자, 〈"주도권 선점하나?" LG엔솔, 오창공장 생산 '4680 원통형 배터리' 테슬라에 공급〉, 《엠투데이》, 2022-06-14

같이 보기

• 배터리
• 테슬라
• 2170 배터리
• 이차전지

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