이 기사는 2023년 08월 07일 16:35 thebell 에 표출된 기사입니다.

LG에너지솔루션이 현대차와 신공정 도입에 나선다. 인도네시아와 미국에 설립하는 합작법인에 안전성이 상대적으로 높다고 알려진 Z스태킹 공법을 처음 적용할 계획이다. 이 법인에서 생산된 이차전지의 품질과 화재 사고 발생 유무는 향후 신공정 도입 확대에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 보인다.

7일 관련 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 지난 4월 'AZS'를 상표 출원하고 지난달 말 특허청 등록을 마쳤다.

AZS는 '어드밴스드 Z스태킹(Advanced Z-Stacking)'의 약자다. 스태킹은 이차전지 양·음극 사이에 분리막을 넣어 겹겹이 쌓는 공정을 의미한다. 둘둘 마는 '와인딩' 방식 대비 공간 효율을 극대화해 밀도를 높인 것이 특징이다. Z스태킹은 자르지 않은 분리막 사이에 양·음극판을 순서대로 넣어 지그재그(Z자)로 적층하는 방식이다. 현재 삼성SDI와 SK온이 이 공법을 사용하고 있다.


반면 LG에너지솔루션은 '라미네이션 앤 스태킹(L&S)' 방식을 고수해왔다. 이는 양극과 음극을 분리막에 붙이는 '라미네이션' 작업 이후 양극판과 음극판을 차례로 쌓는 공법이다.

그러나 이 방식에선 라미네이션을 통한 정렬 문제로 전극이 밀리는 결함이 종종 발생한다. 이는 전극 간 접촉으로 이어져 화재의 원인이 되기도 하는 것으로 알려졌다. 분리막을 자르지 않는 Z스태킹이 전극 간 접촉 가능성이 상대적으로 낮아 안전성이 더 높다고 평가받는다.

LG에너지솔루션이 AZS 공정을 도입하는 건 현대차의 요구 때문이다. 양사는 인도네시아 합작공장에 이어 미국 합작공장 일부 라인에 이를 적용할 계획이다. 현대차가 코나EV의 화재 원인 중 하나로 L&S 공정을 지목했다는 후문이다.

앞서 현대차는 2017년 11월부터 2020년 3월에 생산된 코나EV와 아이오닉EV, 일렉시티 버스 8만2000대의 이차전지를 교환하기 위해 리콜을 실시했다. LG에너지솔루션 중국 남경공장에서 생산된 일부 이차전지 셀에서 화재 발생 가능성이 제기되자 내린 결정이다.


LG에너지솔루션이 AZS를 다른 모든 합작법인이나 단독 공장으로 확대할지는 미지수다. 여전히 LG에너지솔루션의 메인 공정은 L&S다. L&S 라미네이션 과정의 문제를 개선한 '어드밴스드 L&S(ALS)' 공정도 개발한 상태다. 또한 L&S는 AZS 대비 생산성과 공간 효율성이 더 높다는 이점도 있다.

다만 고객사 요청이 늘어나면 AZS 라인 추가 도입이 불가피할 전망이다. 현대차 인도네시아 합작공장에서 생산된 이차전지의 품질과 결함 유무 등이 향후 AZS 적용 확대를 위한 시험대가 될 전망이다.

인도네시아 카라왕 지역에 건설되는 합작공장은 2021년 9월 착공해 2024년 상반기 양산을 목표로 하고 있다. 생산능력은 연간 전기차 15만대분의 이차전지를 생산할 수 있는 10GWh다. 미국 조지아주에 짓기로 한 두 번째 합작공장은 2025년 완공이 목표다. 생산능력은 약 30GWh다. 고성능 전기차 약 30만대를 생산할 수 있는 양이다.

LG에너지솔루션은 AZS 공법 개발과 도입을 위해 'AZS 셀 개발 태스크' 조직을 두고 있다. 태스크장은 작년 말 정기인사에서 임원으로 승진한 김기태 상무다. 그는 KAIST 재료공학 박사 출신으로 이전에는 자동차·개발·HKMC 태스크장을 역임했다.