국내 전기차 시장에서 가장 널리 쓰이는 배터리는 NCM 배터리다. 배터리의 4대 구성요소(양극재, 음극재, 전해액, 분리막) 중 하나인 양극재로 니켈(Nickel), 코발트(Cobalt), 망간(Manganese)을 사용해 삼원계 배터리라 불리기도 한다. 양극재는 전기를 저장했다가 내보내는 역할을 하기 때문에 어떤 소재로 구성됐는지에 따라 배터리의 성능에 차이를 불러온다. NCM 배터리는 소재의 특성상 에너지 밀도가 높아 주행 거리가 가장 중요한 요소로 고려되는 국내 시장에서 전기차 업체들의 주요 선택지였다.
이러한 전기차 배터리 시장에 최근 변화의 움직임이 감지되고 있다. 많은 전기차 회사들이 기존 주류였던 NCM 배터리 대신 LFP 배터리를 채택하고 있기 때문이다. LFP 배터리는 Lithium Iron Phosphate(LiFePO4, 리튬인산철)의 약자로, 양극재로 리튬인산철을 사용하는 배터리를 뜻한다.
LFP 배터리는 철을 기반으로 하여 공급이 안정적이기 때문에 NCM 배터리 대비 가격경쟁력이 높고 열화현상이 적어 수명이 길다는 장점이 있지만, 중량당 에너지밀도가 낮아 무겁고 주행거리가 짧아 전기차 용도로는 적합하지 않다는 인식이 강했다.
그러나 테슬라를 시작으로 대중적인 완성차 업체인 폭스바겐, 현대차, 기아는 물론 프리미엄 브랜드인 벤츠, 볼보까지 LFP 배터리를 적용하고 있다. ’가성비’ 개념이 전기차 시장에도 도입되면서 관심이 높아졌지만, 그 저변에는 LFP 배터리 성능의 혁신에 있다. BYD의 블레이드 배터리(Blade Battery)가 대표적인 예다.
블레이드 배터리는 배터리 셀을 칼날(Blade)처럼 생긴 길고 평평한 모양으로 제작하고 모듈이라는 중간 과정을 없애고 배터리팩에 바로 담는 CTP(Cell-to-Pack) 방식을 활용해 공간을 크게 절약하고 중량을 최소화한 배터리다. 동일 공간에서 더 많은 배터리를 넣을 수 있어 에너지 밀도 부분을 개선해 LFP 배터리의 약점이었던 주행거리를 향상시켰다.
LFP 배터리의 최대 장점인 안전성도 한층 강화했다. BYD는 가장 엄격한 배터리 내구성 시험으로 알려진 못 관통 테스트 결과를 공개해 블레이드 배터리의 안전성을 입증했다. 못이 관통하는 순간 격렬한 폭발과 함께 화재가 발생한 NCM 배터리와 달리, 블레이드 배터리는 화염이나 연기 등 어떠한 현상도 발생하지 않았다. 46톤 무게의 트럭이 배터리 위를 밟고 지나가는 압축 시험이나, 오븐에 넣어 섭씨 300도까지 가열해보는 발화 시험 등의 극한의 테스트에서도 블레이드 배터리는 화재나 폭발로 이어지지 않았다.
BYD는 배터리 제조사로 시작한 기업으로, 약 30년에 걸친 배터리 기술 개발 경력을 바탕으로 NCM 배터리에 대적할 만한 LFP 배터리인 블레이드 배터리를 개발했다. 전기차 구매 시 최우선 고려 요소인 주행거리와 함께 전기차 구입을 망설이게 하는 요소인 화재 안전성도 고려한 것이다. 현재 BYD에서 판매하는 주요 차량에는 전부 블레이드 배터리를 장착하고 있다. 다른 많은 전기차 브랜드들도 BYD의 블레이드 배터리가 가진 성능과 안전성을 인정해 자사 차량에 적용하고 있다. 최근 출시한 KG모빌리티의 토레스 EVX도 BYD 블레이드 배터리를 선택했다.
BYD의 배터리 기술에 대한 노력은 현재 진행형이다. CTP(Cell-to-Pack)에서 한 발 더 나아가 개발한 CTB(Cell-to-Body) 기술은 배터리팩의 상부 쉘과 차체 바닥의 패널을 샌드위치처럼 하나로 통합해 연결하는 기술이다. 배터리 시스템이 차체 전체와 통합되어 더욱 안정적이면서도 럭셔리카 수준으로 견고한 자동차를 완성할 수 있게 되었다. 이러한 탄탄한 기술력과 제품력을 바탕으로 BYD는 올해 7월까지 155만4천대(PHEV 포함)를 판매하여 글로벌 전기차 판매 1위를 달성하였다.
이상진 daedusj@autodiary.kr