셀투팩
[cell to pack]다수의 셀이 모듈을 이루고 모듈이 패키지를 이루는 기존 배터리와 다르게 모듈을 생략하고 셀을 바로 팩에 조립하는 걸 말한다.
2022년 6월 23일 세계 최대 배터리업체인 중국 CATL이 1회 충전 시 1000㎞를 주행하는 ‘기린 배터리’를 공개하고 2023년 양산 계획을 밝혔다. CATL은 LG에너지솔루션과 삼성SDI가 개발 중인 ‘4680(지름 46㎜, 길이 80㎜) 배터리’ 등 중대형 배터리를 겨냥해 “용량이 13% 더 많다”고 주장했다. 한국 배터리가 폼팩터(모양)를 키우며 치고 나가자 ‘셀투팩(CTP)’ 기술로 응수한 셈이다
기린 배터리는 셀투팩 기술을 적용해 기존 모듈 부품이 들어가는 팩 내부까지 셀로 채운다. 이를 통해 팩의 에너지 밀도를 ㎏당 255Wh(NCM 기준)로 높였다. SK온 등이 양산하는 ‘하이니켈 배터리(니켈 함량 85~90%)’ 팩에 맞먹는 수준이다. CATL의 NCM 기존 에너지 밀도(㎏당 212Wh)보다 20%가량 늘었다.
다만 업계 관계자는 “셀투팩뿐 아니라 니켈 비중까지 높인 배터리를 가정한 에너지 밀도”라며 “전기차 중량, 주행 조건 등 상세 기준을 밝히지 않아 1000㎞ 주행이 실제 가능한지는 의문”이라고 지적했다.
10~20개의 셀을 묶은 배터리 모듈은 셀을 보호하고, 직·병렬로 연결해 전압과 용량을 키우는 역할을 한다. CATL은 팩 내부에 모듈 기능을 추가해 용량을 늘렸고, 액체 냉각부품을 통해 열 제어 시간을 기존보다 절반으로 단축했다.
업계는 CATL 기술을 계기로 완성차 업체들이 셀투팩 배터리를 요구할 가능성이 높아질 것으로 보고 있다. 현대자동차는 2025년 셀투팩 공정을 도입하고, 이후엔 차량 섀시(뼈대)에 붙이는 셀투섀시, 셀투프레임 공정을 적용하겠다는 목표다. 샐투섀시는 모듈, 팩 단위가 생략돼 더 많은 용량을 장착할 수 있다.
한국 배터리 3사도 셀투팩 기술을 개발하고 모듈 경량화에 나섰다. 삼성SDI는 2015년 ‘모듈리스(모듈이 없는)’ 설계 기술을 확보했다. 2025년까지 셀투팩 기술을 적용하고 2026년 셀투섀시를 도입할 계획이다. LG에너지솔루션은 모듈과 팩의 기능을 통합하는 MPI 기술을 개발 중이다. 각형에 비해 셀투팩 기술을 적용하기 어려운 파우치형, 원통형을 양산하고 있어서다. SK온은 팩 부품 수를 줄이고 안정성을 강화한 S팩 기술을 개발했다.