현재까지 전기차 약 250만 대에 탑재 가능한 배터리를 납품하는 동안 단 한 건의 화재도 발생하지 않은 SK이노베이션 배터리. SK이노베이션의 이 같은 기술력에는 'Z 폴딩' 기법이 담겨있다.
12일 SK이노베이션에 따르면 전기차 배터리는 전기차의 속도 및 운행 거리를 결정하는 핵심 역할을 하며 양극재, 음극재, 분리막, 전해액(전해질) 등으로 구성돼 있다. 이러한 구성 요소를 담는 형태에 따라 전기차 배터리는 각형, 원통형, 파우치형으로 나뉘며, 각기 다른 특성을 가지고 있다.
SK이노베이션은 이 중 '파우치형 배터리'를 생산하고 있는데, 파우치형 배터리는 주머니와 비슷한 형태로, 필름 주머니에 배터리를 담은 형태다.
각형, 원통형 배터리와 달리 'Winding' 형태의 젤리롤을 사용하지 않고 소재를 층층이 쌓아 올려 내부 공간을 빈틈없이 꽉 채울 수 있으며, 이로 인해 배터리 내부 공간 효율이 개선되면서 에너지 용량도 커졌다.
가장 큰 장점은 에너지 밀도가 높아 주행거리가 길다는 점이다.
하지만 파우치형 배터리는 각형이나 원통형에 비해 케이스가 단단하지 않아서 모듈이나 팩으로 만들 때 이를 커버할 수 있는 기술이 필요하다.
SK이노베이션은 배터리 내부의 분리막을 쌓을 때, 'Z 폴딩' 기법을 사용한다.
Z폴딩 기법이란 분리막을 지그재그 방식으로 쌓아 배터리 셀 스트레스를 최소화하고 균일하게 적층해, 화재를 유발할 수 있는 양극과 음극의 접촉 가능성을 근본적으로 차단하는 기술이다.
이와 다른 배터리 제조방식은 색종이처럼 낱장으로 된 배터리 구성 요소를 '양극-분리막-음극-분리막' 순서로 반복해 수십 장을 쌓거나 둘둘 말아 파우치 필름(케이스)으로 밀봉하는 형태다.
이 과정에서 중요한 것은 양극, 분리막, 음극 모서리 끝부분이 들쭉날쭉하지 않도록 정교해야 한다는 점이다.
반면에 SK이노베이션이 사용하는 'Z 폴딩' 기법은 분리막을 자르지 않고 길게 뽑아내, 양극과 음극을 한 번에 감싸는 방식이다.
조금 더 쉽게 설명하자면, 두루마리 휴지(분리막)를 끊지 않고 길게 뽑아 휴지 위에 빨간 색종이(양극)를 얹고 색종이를 감싸는 형태로 휴지를 오른쪽에서 왼쪽으로 덮는 모양과 같다. 그 위에 파란 색종이(음극)를 얹고 왼쪽에서 오른쪽으로 다시 감싸는 과정을 지그재그(Z 모양)로 반복하는 것이다.
이처럼 SK이노베이션은 독보적인 배터리 품질 및 기술력을 바탕으로 성장세를 이어가고 있다.
SK이노베이션의 친환경 성장 주역인 배터리 사업은 2019년 이후 본격적인 성장세를 보이며 매 분기 매출 신기록을 달성해왔다. 지난 5월, SK이노베이션의 2021년 1분기 실적발표에 의하면 배터리 사업은 판매물량 증가로 매출액 5,263억원을 기록해 전년 동기 매출액(2,888억원) 보다 약 80% 늘었다. 김미영기자 lalala4090@