삼성SDI, 46파이 배터리 최초 양산…“차세대 배터리 개발 경쟁 ‘기선 잡기’”

국내 기업 중 처음으로 46파이 제품 양산
천안사업장 생산→베트남 법인 모듈 조립
마이크로모빌리티 이어 전기차 수주 추진
46파이·전고체·P7 등 차세대 제품 개발

삼성SDI가 ‘인터배터리 2025’에서 전시한 46파이 배터리를 모듈로 조립한 모형. <사진=박대한 기자>

글로벌 배터리 시장에서 우위를 확보하기 위한 연구개발이 이어지면서 단순히 생산량을 늘리는 것을 넘어 차세대 배터리 기술을 확보하려는 움직임이 빨라지고 있다. 특히 삼성SDI가 차세대 배터리로 주목받는 대형 원통형 배터리 양산에 돌입하면서 차세대 배터리 기술개발 경쟁에 불을 붙였다.

삼성SDI가 국내 기업 중 처음으로 46파이(지름 46mm인 원통형 배터리) 양산에 돌입했다고 31일 밝혔다.

차세대 원통형 배터리인 46파이 제품은 기존 2170(지름 21mm, 높이 70mm) 배터리 대비 셀 개수는 줄일 수 있고 팩 구조도 간소화할 수 있다. 무엇보다 더 높은 에너지 밀도와 용량 모두 높일 수 있다는 점에서 차세대 원통형 배터리로 평가받고 있다.

경쟁사인 LG에너지솔루션(LG엔솔)도 ‘46시리즈’라는 명칭을 붙이고 차세대 원통형 배터리 개발에 힘을 쏟아 왔지만, 46파이 제품의 첫 양산 타이틀은 삼성SDI가 거머쥐게 됐다.

(왼쪽부터) 4680·4695·46100·46120 등 삼성SDI 46파이 제품 라인업<사진=삼성SDI>

삼성SDI는 당초 기존 46파이 제품 양산 일정보다 1년 이상 앞당겼다. 이번에 양산에 돌입한 제품은 4695(지름 46mm, 높이 95mm) 배터리다. 천안사업장 마더라인에서 배터리 셀을 생산한 후, 베트남 법인에서 모듈로 조립해 마이크로모빌리티(M-Mobility)용으로 미국의 고객사에 초도 물량을 공급하게 됐다.

삼성SDI가 공급할 4695 배터리는 기존 2170 배터리 대비 에너지 용량은 약 6배 이상 향상됐다. 더 적은 수의 배터리로도 애플리케이션이 요구하는 용량 구현이 가능하다. 또한 전극 끝부분을 여러 개의 탭으로 만들어 전류의 경로를 확장시키는 ‘탭리스(Tabless) 기술’을 적용해 내부 저항을 약 90% 가량 낮추고 출력을 높였다.

삼성SDI는 이달 초 코엑스에서 열린 ‘인터배터리 2025’에서 4695 배터리를 비롯해 4680, 46100, 46120 등 다양한 46파이 제품 라인업을 선보이면서 올 1분기 내 양산에 돌입하겠다는 계획을 밝힌 바 있다. 삼성SDI 관계자는 “46파이 배터리 양산과 초도 공급을 통해 제품 포트폴리오가 한층 다변화 됐다”며 “차별화된 제조 경쟁력과 품질로 시장 우위를 확보하겠다”고 말했다.

삼성SDI 전고체 배터리 인터배터리 2025 제품 이미지. <사진=박대한 기자>

삼성SDI가 이번에 공급하기로 한 4695 제품은 기존 경쟁력을 갖추고 있던 고용량 하이니켈 NCA(니켈·코발트·알루미늄)뿐 아니라, 독자 특허 소재인 실리콘탄소복합체(SCN) 음극재를 적용한 것이 특징이다.

음극에 실리콘을 활용하게 되면 기존 흑연 대비 더 많은 리튬이온을 저장할 수 있다. 다만 실리콘은 높은 팽창률로 인해 흑연 대비 안전성이 떨어져 상용화에 어려움을 겪어 왔다. 이에 삼성SDI는 실리콘탄소복합체를 개발했다. 실리콘탄소복합체는 실리콘을 머리카락 두께의 수천 분의 1 크기로 나노화 한 후, 이를 흑연과 혼합해 하나의 물질처럼 복합화한 소재로, 실리콘과 흑연의 장점을 살릴 수 있다.

이를 통해 배터리가 부풀어 오르는 스웰링 현상을 줄이는 동시에 에너지 밀도를 높이고 수명을 늘렸고 안전성도 확보했다.