"수율 40% 밖에"···테슬라, 배터리 독립이 어려운 이유 '셋'

(그루엔하이드 로이터=뉴스1) 노선웅 기자 = 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 지난 8월 독일 베를린 인근 그루엔하이드에 있는 테슬라 기가팩토리 건설현장을 방문하며 제스처를 취하고 있다. (C) 로이터=뉴스1

테슬라가 지난 2020년 '반값 전기차' 등의 내용을 핵심으로 하는 배터리 자체 생산 계획을 내놓은지 2년이 다 돼 가지만 기술적으로 이루기 어려운 목표라는데 힘이 실리고 있다. 배터리 업계 일각에서는 테슬라 배터리 자체 생산 수율이 40%밖에 나오지 않고 있다는 점을 근거로 테슬라가 기존 배터리 업체들에 더 의존할 수 밖에 없을 것이란 해석도 나온다.

27일 배터리 업계에 따르면 테슬라가 미국 프레몬트 공장에서 자체 시험 생산중인 4680(지름 46mm·길이 80mm) 원통형 전지의 수율이 40% 안팎에 그치고 있는 것으로 파악된다. 배터리셀 100개 제조시 40개만 쓸 수 있단 뜻이다. 배터리 업계에서는 안정적인 양산을 위해서는 수율이 90% 이상은 확보돼야 하는 것으로 본다. 한 배터리 업계 관계자는 "테슬라가 배터리를 자체 생산한다고 밝혔었지만 현단계에서 수율이 올라오지 못하고 있는 것으로 알려졌다"며 "업계에서 보는 것은 40% 안팎의 수준"이라고 말했다.


테슬라는 지난 2020년 9월 '배터리데이'에서 △18개월~3년 내 배터리 제조비용의 56% 절감 △이를 통한 2만5000달러 수준의 '반값 전기차' 생산 △2030년까지 배터리 생산능력을 3테라와트시(TWh)로 늘리겠다는 등의 내용을 담은 전략을 발표했었다.

이목을 집중시켰던 발표 중 하나는 4680이란 새로운 원통형 폼팩터를 제안한 것이다. 이는 기존 배터리 대비 5배 더 많은 에너지, 6배 더 많은 출력, 16% 더 긴 주행거리를 제공할 것으로 기대됐다. 전기차에 더 적은 배터리셀을 장착하고도 더 높은 에너지 밀도를 낼 수 있다면 전기차 원가 비용도 더 절감될 수 있다.

테슬라 발표 당시 국내 배터리 업계에서도 테슬라가 과연 자체 배터리셀 생산능력을 완전하게 갖출 수 있을지에 대해 논박이 오갔었다. 2년 가까운 시간이 지났지만 테슬라가 자체 생산보다는 외부 배터리업체들로부터 원하는 스펙의 배터리를 대부분 조달받을 것이란 관측이 설득력을 얻고 있다. 자체 생산을 하더라도 소량에 그칠 것이란 게 업계 판단이다.


업계는 우선 테슬라가 세운 연간 전기차 판매 목표치를 달성하려면 현재 가진 배터리셀 수율만으로는 턱없이 부족하다고 본다.

테슬라는 2030년까지 1000만대의 전기차를 팔 것이라 공언중이다. 최근에는 2000만대라는 목표치도 나오는데 일론 머스크 테슬라 CEO는 현재 전세계 자동차, 버스 등 상용차 등 차량 대수가 20억대에 이르는 점을 근거로 이 중 1%에 해당하는 차량만큼은 테슬라가 전기차로 판매할 수 있다고 주장한다. 올 한 해 테슬라 전기차 판매 생산 예상치는 150만대로 거론된다.

한 업계 관계자는 "10년 내 1000만~2000만대 전기차 판매 목표치를 내세우고 있는 테슬라가 외부로부터 배터리셀 공급을 받지 않고 현재 수율로 이 목표를 달성하긴 현실적으로 어려운 이야기"라고 말했다.

실제로 이달 초 전기차 전문 매체 일렉트렉에 따르면 테슬라는 배터리 공급사인 일본 파나소닉을 대상으로 4680 배터리셀 개발을 앞당겨 줄 것을 요청한 것으로 보도됐다.

테슬라가 배터리 자체 생산을 하기 어려운 또 다른 이유는 전문 배터리 생산 기업들과의 기술 격차다.

글로벌 배터리 선두기업인 LG에너지솔루션만 하더라도 이차전지 독자개발에 착수한 지 30년이 다 돼 간다. LG에너지솔루션(당시 LG화학)은 1997년 11월 처음으로 전기차 배터리를 출시했으며 하이니켈 배터리, 4원계 배터리 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 등 최첨단 기술이 집약된 배터리들을 내놓고 있다. 이미 해가 다르게 앞선 기술력을 내놓고 있는 배터리 기업들을 후발주자이면서 전기차 기업인 테슬라가 뒤늦게 따라잡기란 어렵다는 지적이다.

테슬라는 특히 배터리셀 '건식공정'을 앞세워 제조비용을 낮추겠다고 선언했는데 업계에서는 웬만한 기술력으로는 건식공정 도입도 어려운 것으로 본다.

건식공정이란 배터리 전극에 도전재를 코팅할 때 액체 상태가 아닌 고체(파우더) 상태로 덧씌우는 것을 뜻한다. 액체를 사용하는 습식 공정 대비 건조시키는 시간 등 공정이 단축되고 따라서 생산성이 높아지는 효과가 있다. 다만 도전재 코팅시 첨가물을 고르게 펴 바르는게 관건인데 건식공정에서 이를 맞추는 것이 매우 고난이도 기술이 필요한 것으로 알려져 있다. 현재 국내 배터리 3사 가운데 전극 건식공정을 도입해 양산중인 곳은 아직 없다.

마지막으로 테슬라가 자체 배터리 제조 선언을 한 주된 목적이 실제 탑재보다는 가격 협상력을 높이기 위한 것이란 의견도 나온다.

한 업계 관계자는 "전기차 기업이 어느 정도 자체 생산 능력을 갖추고 실제 양산까지 성공한다면 배터리 기업을 대상으로 가격 협상력을 높일 수 있을 것"이라며 "배터리 가격이 전체 전기차 가격의 약 40%를 차지하고 테슬라가 배터리 구매 비용으로 수 십 조원을 지출한다고 가정시, 단 5%만 그 비용을 낮춘다 해도 수익성을 높일 수 있다"고 진단했다.