'과자봉지'만큼 가볍고 냉각은 완벽…SK온 '파우치 CTP'로 중국 따돌린다[K산업, 미래설계자들]

⑴서정현 SK온 Pouch CTP TF 팀장

중간 단계 없앤 '셀투팩' 기술
배터리 산업 주도권 쥘 열쇠

연구소 '워룸'에서 팀원들과 사투
성능·안전·가격경쟁력 잡아

편집자주K산업의 지형이 급변하고 있습니다. 글로벌 시장의 격랑 속에서도 묵묵히 내일을 설계하는 차세대 기술 연구원과 엔지니어들이 있습니다. 이들은 대한민국 경제의 실핏줄이자 미래의 한국을 먹여 살릴 진정한 주역들입니다. 아시아경제는 이들의 혁신적인 기술 세계와 미래 비전을 조명하는 인터뷰 시리즈 'K산업, 미래설계자들' 연재를 시작합니다. 첫 번째 주인공은 중국의 거센 추격에 맞서 K배터리의 새로운 병기로 불리는 '셀투팩(CTP)' 기술을 개척하고 있는 서정현 SK온 Pouch CTP TF팀장입니다.

국산 배터리의 저가 공세가 글로벌 시장을 집어삼키며 한국 배터리 산업이 전례 없는 위기에 직면했다. 가격 경쟁력을 앞세운 중국의 추격이 턱 끝까지 차오른 상황에서 우리 경제의 미래 먹거리를 지켜내기 위한 '초격차' 기술 확보는 이제 선택이 아닌 생존의 문제다. SK온이 업계 최초로 상용화 수준까지 끌어올린 대면적 냉각 기반의 '셀투팩(CTP·Cell to Pack)' 기술이 주목받는 이유다.

CTP는 배터리 구성의 중간 단계인 '모듈'을 과감히 제거하고 셀을 팩에 직접 연결하는 혁신 공정이다. 부품 수를 최소화해 무게와 원가는 획기적으로 낮추면서도 에너지 밀도는 극대화하는 것이 핵심이다. 이는 물량 공세를 펴는 중국의 추격을 따돌리고 우리 배터리 산업의 주도권을 유지할 핵심 기술로 평가받는다.

서정현 SK온 Pouch CTP TF팀장. SK온

단순한 공정 단축을 넘어 전기차의 주행거리를 획기적으로 늘리는 동시에 고질적인 화재 안전성 문제까지 해결해야 하는 고난도 작업이다. 지난 1년간 대전 미래기술원 지하 '워룸(War Room)'에서 20여명의 팀원과 사투를 벌이며 이 기술을 일궈낸 서정현 SK온 Pouch CTP TF팀장을 만났다. 성능과 안전은 물론 압도적인 가격 경쟁력까지 갖춘 배터리만이 살아남을 수 있다는 게 그의 지론이다. 한국 배터리의 내일을 설계하고 있는 그의 목소리에는 자신감이 묻어났다.

다음은 서 팀장과 일문일답.

-CTP 기술의 장점은 무엇인가.

▲원가적인 측면과 성능적인 측면을 모두 개선한 한 단계 발전된 기술이다. 모듈의 기능을 팩으로 전이하면서 모듈 원가가 절감되고 부품이 가벼워지니까 연비가 좋게 나온다. 전기차는 무게가 중요한 데 주행 거리가 늘어나는 게 큰 장점이다.

-SK온이 최초 개발한 대면적 냉각 기반의 파우치형 CTP는 어떤 점에서 차별화되나.

▲쉽게 예를 들어 설명하면 휴대전화를 급속 충전하면 높은 전류가 흘러 휴대전화 표면의 온도가 뜨거워지는데 배터리 성능 유지와 안전성을 위해서는 이를 효율적으로 냉각을 시켜줘야 한다. 자동차는 200~300개 이상의 셀이 들어가기 때문에 열을 어떻게 제어하느냐가 관건이다. 셀은 대부분 세워져 있고, 아래쪽에서 냉각을 하다 보니 냉각 효율이 그렇게 높지는 않다. 그런데 저희가 개발한 부분은 셀 사이사이 냉각 플레이트를 넣어 냉각하는 기술로 에너지 효율이 월등하게 좋다. 효율적인 보호가 가능하다.

-파우치형으로 CTP를 하는 게 어려운 이유는.

▲각형은 조립이 용이하고 부자재 가격이 싸다는 장점이 있지만, 무겁고 크기 조절이 쉽지 않다. 파우치는 쉽게 말해 과자 봉지처럼 크게 또는 작게도 만들 수 있다. 즉, 고객사의 요구에 맞춰 형상을 유연하게 대응할 수 있다는 장점이 있다. 또 가벼워서 셀을 쌓을 때 훨씬 더 효율적이다. 높은 기술을 요구하는 파우치 CTP를 구현하는 업체는 많지 않다. 기존 파우치 셀을 주력으로 개발해 온 SK온에서 파우치 CTP 개발을 통해 독보적인 기술을 보유 중이다.

-앞으로 더 개발하고 싶은 기술은.

▲성능과 안전을 담보하면서도 최저가의 제품을 만드는 것을 중점적으로 연구하고 있다. 현재 중점 과제로는 케미스트리 다양화, 즉 하이니켈에서 미드 니켈, LFP(리튬·인산철)까지 활용해 가격 경쟁력이 높은 배터리를 만드는 게 목표다. 이처럼 셀의 구성을 다양화하는 것에서 시작해 셀 제조 공정을 단순화하는 부분까지 가격 경쟁력을 갖춰 나가려고 한다. 전고체 배터리를 적용한 파우치 시스템 제품을 개발해 시장을 선도해 나아가고 싶다.

이현주 기자 ecolhj@asiae.co.kr