'D-20' 테슬라 배터리데이, 태풍예보일까 '찻잔 속 태풍' 될까

[이데일리 경계영 기자] 테슬라가 오는 22일 여는 ‘배터리 데이’(Battery Day)에 이목이 쏠린다. 테슬라가 그간 세계 전기차 시장 트렌드를 이끌어온 만큼 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 어떤 발표를 내놓는지에 따라 배터리 산업 흐름도 달라질 수 있어서다.

3일 외신에 따르면 테슬라는 22일 주주총회와 배터리 데이 개최를 앞두고 테슬라 투자자에게 참석 초대장을 무작위로 추첨해 보내기 시작했다. 미국 캘리포니아주 프레몬트에서 열리는 이들 행사엔 테슬라의 배터리 생산 시설 투어도 포함된 것으로 알려졌다.

테슬라가 직접 배터리 생산할까

배터리 데이를 앞두고 머스크가 흘린 단서만 있을 뿐, 정확하게 알려진 내용은 없다. 우선 국내외 배터리 제조사로선 테슬라가 배터리 생산에 직접 나설지 여부가 관건이다.

테슬라는 ‘로드러너(Roadrunner) 프로젝트’ 이름으로 배터리 내재화를 추진하고 있고, 배터리 셀 제조사 맥스웰 테크놀로지스와 배터리 장비업체 하이바 시스템즈를 인수하기도 했다. 프레몬트 공장을 공개하는 것 역시 내재화와 관련된 것 아니냐는 추측이다.

지난 7월9일 중국 상하이에서 열린 세계 인공지능 컨퍼런스(WAIC)에서 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 영상 메시지를 전하고 있다. (사진=로이터)

다만 당장 자체적으로 배터리를 생산하긴 어려우리란 전망이 우세하다. 설비를 갖추는 데 막대한 투자가 필요한 데다 양산하는 과정 역시 기술력이 필요하기 때문이다. 앞서 보쉬(Bosch)는 전기차용 배터리 생산에 도전했다가 막대한 초기 투자와 양산 비용을 이유로 계획을 철회했다.

합작 형태로 일종의 내재화를 추진할 가능성은 남아있다. GM이 LG화학(051910)과 미국에 합작 배터리 공장을 짓고 있는 것처럼 테슬라에 배터리를 공급해온 파나소닉이나 리튬인산철(LFP) 배터리를 공급하는 CATL, 중국에서 판매되는 ‘모델3’에 배터리를 공급하는 LG화학 등과 손잡을 수 있다는 얘기다.

고정우 NH투자증권 연구원은 “내재화하기엔 배터리 설비투자가 부담되고 원가·경쟁환경도 부정적일 수 있다”며 “이보단 배터리 제조사와 보완적 협력을 강화할 가능성이 크고, 실제 지난해 4분기 이후 실적 컨퍼런스에서 이들 배터리 제조사와의 협력 강화를 강조해왔다”고 분석했다.

한 업계 관계자는 “테슬라는 배터리를 대량 구매해 원가를 절감하는 데 더 관심을 두고 있다”며 “배터리 제조사가 아닌 만큼 최근 배터리 관련 연구개발은 자체 생산하려는 목적보다 배터리 방향성을 제시하는 동시에 배터리 제조사에 대해 협상력을 높이려는 방안으로 보인다”고 진단했다.

(사진=테슬라 홈페이지)

100만마일 배터리 그리고 또?

또 다른 관심사는 테슬라가 획기적 배터리 기술을 내놓을지 여부다. 이미 테슬라는 CATL과 내연기관 자동차에 버금 가는 수준으로 수명을 늘린 100만마일(160만여㎞) 배터리를 공동 개발하고 있다. 화재 가능성을 낮춘 전고체(All-solid) 배터리 등을 공개할 가능성도 제기된다.

그간 머스크의 발언을 고려하면 테슬라의 배터리 로드맵은 크게 두 가지다. 배터리 가격을 낮추고 에너지 밀도를 높이겠다는 것이다.

배터리는 전기차 가격에서 차지하는 비중이 40%에 달한다. 지난 7월 말 2분기 실적 발표 컨퍼런스콜에서 테슬라가 전기차 성장 제약 요인으로 배터리 가격을 꼽은 이유다. 희소성 때문에 값이 비싼 코발트를 배터리에서 제외하는 ‘탈(脫)코발트’를 테슬라가 추진하는 것도 이와 맥락을 같이한다.

테슬라는 △NCM(니켈·코발트·망간) 배터리에 비해 원가가 낮은 LFP 배터리에 망간을 추가해 에너지 밀도를 높인 LFMP 배터리 △니켈 함량을 높여 코발트 함량을 낮춘 ‘하이니켈’ NCM 배터리 △건식 전극 코팅 기술과 같은 원가 절감 기술 등을 선보일 것으로 전망된다.

이와 함께 업계는 에너지 밀도를 어떻게 높일지, 그 방식에 주목한다. 에너지 밀도를 높이려면 활물질(배터리 내 전기를 일으키는 반응을 담당하는 물질)을 개선해야 하는데 양극 활물질(양극재)보다 음극 활물질(음극재)에서 신기술이 나올 가능성이 크다고 업계는 본다.

선양국 한양대 에너지공학과 교수는 “양극 활물질의 경우 이미 NCM9½½(니켈 90%·코발트와 망간 각 5%)이 개발되는 등 기술이 발전된 데 비해 음극 활물질의 경우 에너지 밀도를 높일 여지가 많다”며 리튬메탈, 실리콘 등을 음극 활물질에 적용할 가능성을 높게 봤다.

박철완 서정대 자동차학과 교수는 “테슬라는 새로운 배터리 형태를 개발하기보다 양산성이 우수한 배터리를 해왔고, 기존 공정에 적용할 수 있는 배터리를 지속할 가능성이 크다”며 “음극 활물질에 실리콘 나노 와이어 기술 등 ‘하이(High) 실리콘’을 적용할 가능성도 있다”고 예상했다.

박 교수는 “테슬라가 당장 배터리 산업의 지각변동을 일으키진 않더라도 짧게는 5년 안에 신기원을 이룰 수준의 일을 계획하고 있다”며 “이번 배터리 데이는 일종의 ‘태풍예보’로 향후 3~4년을 예의주시할 필요가 있다”고 강조했다.

테슬라 전기자동차. (사진=로이터)