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[Weekly Issue] 테슬라 ‘배터리데이’에 시선 집중…2차전지 업계 예의주시
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[Weekly Issue] 테슬라 ‘배터리데이’에 시선 집중…2차전지 업계 예의주시
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  • 승인 2020.08.31 11:11
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테슬라가 미국 네바다 주에 구축한 배터리 셀 생산기지인 기가팩토리 조감도/테슬라
테슬라가 미국 네바다 주에 구축한 배터리 셀 생산기지인 기가팩토리 조감도/테슬라

 

테슬라가 내달 22일 ‘테슬라 배터리 데이’를 예고한 가운데 어떤 배터리 기술을 공개할지 업계에서 관심이 쏟아지고 있다. 현재 배터리보다 수명이 5배 이상 긴 ‘100만마일(160만㎞) 배터리’에서, 대체 물질‧기술 배터리를 선보일 수 있다는 관측까지 온갖 소문이 무성하다. 당장 신기술이 상용화하기 어렵더라도 테슬라가 공개할 배터리 기술과 자체 내재화 전략 등이 장기적으로 미칠 파장이 큰 만큼 세계 2차전지 업계가 주목하고 있다. 

업계와 외신 등에 따르면 테슬라는 다음달 22일(현지 시간) 연례 주주총회 직후 ‘배터리 데이’ 행사를 열고 화상 생중계로 전 세계에 자체 개발 중인 차세대 배터리를 공개할 계획이다. 배터리 데이는 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)가 배터리 전략과 계획을 발표하는 자리다. 이번 행사를 앞두고 일론 머스크는 지난 25일(현지 시각) 한 트위터 댓글에서 “긴 수명(high cycle life)을 가진 400Wh/㎏의 (고에너지 밀도) 배터리를 3~4년 안에 대량 생산할 수 있을 것”이라고 말했다. 현재 테슬라 모델 3에 사용되는 파나소닉 ‘2170 배터리’(약 260Wh/㎏)보다 에너지 밀도가 54% 더 높은 것이다. 이는 LG화학이 GM과 공동 개발한 차세대 배터리 얼티움보다도 약 100~ 120Wh/㎏ 높은 수준이다. 배터리 밀도가 높을수록 충전 시간이 짧아지고 한 번 충전으로 더 오래 달릴 수 있다.

이에 따라 업계 안팎에서는 테슬라가 이번 배터리 데이에서 나노와이어 기술, 전고체 배터리, 100만 마일 배터리 기술 등을 공개할 수 있다는 관측이 제기된다. 나노와이어는 금속을 비롯한 다양한 물질을 단면의 지름이 1나노미터(10억분의 1미터)인 극미세선으로 만드는 기술이다. 배터리에서는 양극재와 음극재를 나노와이어 형태로 구성할 수 있는데, 이는 에너지 밀도를 높여준다.

꿈의 배터리로 불리는 전고체 배터리는 고체 전해질을 사용한다. 전고체 배터리는 구조적으로 단단해 안정적이며, 전해질이 훼손되더라도 형태를 유지할 수 있어 안전성이 높다. 따라서 안전과 관련된 부품들을 줄이고 그 공간에 배터리의 용량을 늘릴 수 있는 활물질을 채울 수 있다. 이밖에 테슬라가 중국 CATL과 공동 개발중인 100만 마일 배터리도 공개될지 관심이다.

앞서 테슬라는 배터리 내재화 프로젝트인 ‘로드러너 프로젝트’를 추진해왔고, 이를 위해 배터리 셀 제조업체 맥스웰 테크놀로지스와 배터리 장비업체 하이바 시스템즈를 인수했다. 맥스웰은 배터리용 건식 전극기술을 갖추고 있다. 이 기술은 기존의 슬러리 주물 습식 코팅 전극과 달리 물리적 특성과 전기화학적 성능을 저하시키지 않으면서 높은 에너지밀도의 셀을 만들 수 있는 두꺼운 전극을 생성한다. 맥스웰이 자체 개발한 건식 전극 기술이 적용된 테스트셀은 에너지 밀도가 kg당 300Wh 이상이었으며, 최대 kg당 500Wh까지 가능한 것으로 알려졌다.

다만 테슬라가 이번 배터리 데이 행사에서 어떤 기술을 공개하든 조기 양산 여부가 관건이다. 전고체 배터리만 해도 관련 특허를 가장 많이 보유한 도요타가 오는 2022년 시제품을 공개하겠다고 했지만, 양산은 2030년은 돼야 할 것이라는 게 업계 전망이다. 따라서 시제품을 공개하는 선에서는 단시일내 배터리 업계에 미치는 영향은 크지 않다는 시각이 지배적이다. 

 

◇한 눈에 보는 기업 소식

기업명 내용
한국조선해양 한국조선해양은 최근 유럽 및 아시아 소재 선사와 5만톤급 PC선 각각 1척씩 총 2척에 대한 건조 계약을 체결했다고 28일 밝혔다. 총 수주금액은 830억 원이다. 아시아 선사와의 계약에는 옵션 1척도 포함돼 있어 추가 수주도 기대된다. 한국조선해양은 하반기 들어서만 총 18척의 PC선을 수주했다.
필옵틱스 필옵틱스의 자회사 필에너지는 올해 전기차 배터리 설비 수주총액 800억 원을 달성했다고 27일 밝혔다. 이달에만 250억 원 신규수주를 이루며 전년동기대비 578% 규모를 확대했다. 회사는 새롭게 개발된 스텍 설비 등 핵심 조립설비가 본격적으로 양산라인에 공급되면서 성과를 냈다고 분석했다. 
중우엠텍 중우엠텍은 최근 경기도 안산에 7인치 기준 월 20만셀(Cell) 규모 UTG 양산 설비를 구축하고 가동을 개시했다. 가공하지 않은 UTG 원장으로 월 기준 2만개 생산 능력을 갖췄다. 레이저 장비업체 BSP와 협력해 개발한 독자 UTG 가공기술 'LMCE (Laser Modification Chemical Etching)'을 적용했다. 유리원장 깨짐을 최소화하면서 (커팅), 식각(슬리밍), 모서리가공(힐링)을 동시에 진행할 수 있는 것이 특징이다. 
재팬디스플레이(JDI)

일본 재팬디스플레이(JDI)는 28일 스마트폰용 중소형 LCD 패널을 생산하는 일본 이시카와(石川) 현 하쿠산(白山) 시 소재 하쿠산 공장을 매각한다고 밝혔다. 하쿠산 공장의 토지와 건물, 부대 시설을 샤프에, LCD 생산용 장비 중 일부는 애플에 판매한 것으로 알려졌다.

JDI가 3월 말에 밝힌 일부 생산 장비 매각 계획과 합치면 총 규모는 6억 7천500만 달러(약 7천200억원) 규모다. JDI는 이번 매각을 통해 얻는 이익을 애플 투자 금액 상환에 쓸 계획이다. JDI는 애플에 하쿠산 공장 건설 비용 등으로 총 7억 25만 달러를 투자받았다. 

인텍플러스

28일 인텍플러스는 TF-AMD와 패키징 검사장비 공급 계약을 체결했다고 밝혔다. 양사 간 거래는 처음이다. 올해 상반기에 TF-AMD에 데모장비를 납품, 테스트를 진행했고, 이번에 정식 계약을 맺게 됐다.

TF-AMD는 중앙처리장치(CPU) 전문업체 AMD와 중국 통푸 그룹의 합작사로 반도체 조립·테스트 아웃소싱(OSAT) 분야를 담당, AMD의 서버용 CPU ‘에픽 프로세서’ 등을 패키징한다. 

웰바이오텍

웰바이오텍이 26일 클린룸 및 드라이룸 공조설비 전문기업 금영이엔지 지분 100%(주식 5만 주)를 인수하는 계약을 체결했다고 밝혔다. 이번 인수 계약으로 웰바이오텍은 350억원을 투자해 금영이엔지 경영권을 확보하게 됐다.

2007년 설립된 금영이엔지는 클린룸과 드라이룸 등 공조설비의 설계부터 제작, 시공까지 제공하는 기업이다. 지난해 2차전지 관련 드라이룸 설비 수주가 늘어나면서 503억원의 매출을 올렸다. 

엠플러스

2차전지 장비 업체 엠플러스는 100억 원 규모의 전환사채(CB)를 발행한다고 25일 밝혔다. 5년 만기로 발행되는 이번 전환사채의 표면금리(Coupon rate)와 만기보장수익률(YTM)은 각각 0%다. 전환에 따라 발행될 주식은 보통주 40만7000주이며, 주식총수 대비 비율은 7.18%다.

엠플러스는 파우치형 2차전지 조립공정 전체 설비와 각형 배터리 생산장비 일부를 생산하는 기업이다. 

엔트리움㈜ 소재 기업 엔트리움㈜은 한 번 코팅하면 3개월 이상 내구성을 갖는 항바이러스∙항균 코팅 물질인 ‘나비솔(NAVISOL)’을 개발했다고 밝혔다. 나비솔은 문 손잡이, 버스, 지하철의 손잡이, 에스컬레이터 손잡이 등 복잡한 3차원 구조물뿐만 아니라 학교, 도서관, 식당, 까페 테이블 등에 위치해 교차 감염 우려가 있는 물체에도 사용이 가능하다. 이 제품을 물체 표면에 얇게 물감 칠하듯이 칠하거나 스프레이 코팅을 하기만 하면 표면 재질과 두께에 따라 5~10분 이내에 상온 건조된다. 코팅, 건조 후의 표면은 투명하고 광택이 있고 견고한 것이 특징이다.  
에이프로 에이프로는 종속회사 에이프로세미콘 주식 119만주를 추가 취득하기로 결정했다고 27일 공시했다. 취득금액은 59억5000만원이며 이는 자기자본대비 28.12%에 해당하는 규모다. 취득 후 지분율은 97.3%(126만5000주), 취득예정일자는 오는 29일이다. GaN 전력반도체 사업 추진을 위한 것이다. 
애니모션텍

애니모션텍은 미세디스펜싱 3차원(D)·바이오장비 전문기업 엔스크립트와 대리점 계약과 주문자상표부착(OEM)·제조자개발생산(ODM) 계약을 동시 체결했다고 28일 밝혔다. 이번 계약으로 애니모션텍은 엔스크립트의 초정밀 3D·바이오 제조 시스템을 국내 독점 판매한다. 또 엔스크립트의 다양하고 정밀한 툴 헤드를 애니모션텍의 초정밀 모션 플랫폼에 통합한 완성 시스템을 OEM·ODM 방식으로 제조해 아시아시장에 공급한다.

엔스크립트는 산업용 차세대 고정밀 미세 디스펜싱, 3D 제조, 바이오 제조 장비·솔루션을 설계·제조하는 글로벌 기업이다. 

디에이테크놀로지 25일 2차전지 설비 업체 디에이테크놀로지는 이종욱 사장을 신임 대표로 선임했다고 밝혔다. 이 신임 대표는 테크엠 대표를 시작으로 맥슨전자를 거쳐 지난 2018년 디에이테크놀로지에 합류했다. 이 회사는 2차전지 설비 ‘장 폭 셀 스태킹’을 개발, 노칭 제조 방식을 금형에서 레이저로 변형하는 등 잇따라 기술력 강화에 성공했다.
우진기전 

디스플레이 전문기업 동아엘텍과 선익시스템이 우진기전 인수 우선협상대상자로 선정됐다고 25일 밝혔다. 매각주관사는 한영 EY이다.

우진기전은 전력 산업 전반의 시스템 및 부품 솔루션 전문엔지니어링 기업이다. 향후 전기차, 에너지저장장치(ESS)뿐 아니라 5G 자율주행 사물인터넷(IoT)에 필요한 통신인프라, 신재생 에너지 등 안정된 전력관리가 필요한 산업에 토탈 전력솔루션을 제공할 수 있다. 

제이엘케이

제이엘케이는 김동민 각자대표가 주요 학술지에 발광다이오드(OLED) 실험을 통해 빛과 뇌세포 활동 간 관계를 규명한 논문을 발표했다고 25일 밝혔다. 김 대표가 주 저자로 참여한 논문 '유연성 OLED를 통한 세포의 광유전적 자극'은 미국국립과학원회보 온라인판에 지난 19일 등재됐다. 이번 논문은 광원을 이용해 뇌를 자극하고, 정밀하게 그 활동을 추적한 내용을 담았다.

연구진은 광유전학(optogenetics) 기술과 유연성 OLED로 뉴런(뇌세포)을 자극한 후, 관련 내용을 자기공명영상장치(MRI)로 읽어냈다. 이를 위해 바이러스를 이용해 특정 빛에 반응하는 뉴런을 개발하고, 머리카락 두께의 50분의 1 정도인 필름형 OLED 소자로 이를 자극하는 데 성공했다. 빛 자극을 통해 동물의 뇌활동을 유발하고 근육을 움직일 수 있다는 의미다. 

㈜코캄 ㈜코캄은 기존 납축전지 시스템 대비 40%의 총 소유 비용 절감을 기대할 수 있는 무정전 전원 장치(Uninterruptible Power Supply, UPS)용 신제품을 출시했다. 코캄은 에너지 저장장치 및 스마트 에너지 통합 솔루션 제공업에서 선두를 달리고 있는 회사로, 나스닥 상장 기업이자 글로벌 태양광 인버터 솔루션 1위 기업인 솔라엣지(SolarEdge Technologies)의 자회사다. 
HSMC

28일 중국 업계에 따르면 우한(武漢)시 둥시후(東西湖)구 정부는 최근 공개한 관내 경제 투자 현황 보고서에서 '우한훙신반도체제조(HSMC) 프로젝트에 대규모 자금 부족 문제가 존재한다'며 '언제든 자금이 끊어져 프로젝트가 멈출 위험에 직면했다'고 밝혔다. 사실상 HSMC가 회생 불능의 상태에 빠져든 것을 뜻하는 것이라는 관측도 나온다.

7나노미터(㎚) 이하 최첨단 미세공정이 적용된 시스템 반도체를 제작을 목표로 한 HSMC는 지난 2017년 우한에서 설립됐다. 우한시 중대 프로젝트로 지정된 이 회사에 투자된 자금은 1천280억 위안(약 22조원)에 달했다.

HSMC는 세계 1위 파운드리(반도체 위탁생산) 업체인 대만 TSMC의 최고 기술자이던 장상이(蔣尙義)를 영입해 시장의 주목을 받기도 했다. 이 업체는 중국에서 유일하게 7㎚급 공정에 쓰이는 네덜란드 ASML의 극자외선(EUV) 노광 장비를 도입해 보유하고 있었다. 그러나 자금난 끝에 이 장비도 지금은 현지의 한 은행에 압류된 상태다. 

APS홀딩스

26일 APS홀딩스는 국제정보디스플레이학회(SID)가 최근 발간한 SID저널 8월호에 김치우 사장의 FMM 관련 논문을 채택했다고 밝혔다. 김 사장은 이달 초 온라인으로 개최된 ‘SID2020’에서 발표자로 나서기도 했다.

FMM은 미세한 구멍이 뚫린 마스크로 유기발광다이오드(OLED) 핵심공정인 증착 단계에서 활용된다. FMM은 3개의 서브픽셀이 섞이지 않고, 제 위치에 증착될 수 있도록 한다. 모양자와 같은 역할이다. 그동안 FMM 시장은 일본 업체가 독점적 지위를 누려왔다. 

TSMC 24일 TSMC는 기술 포럼에서 이러한 사실을 공개하고, 2나노 공장을 지을 부지를 확보하기 위해 관련 절차를 밟고 있다고 밝혔다. TSMC는 우선 2021년 신주 2나노 연구개발(R&D) 센터 운영을 시작하고, 인근 부지에 관련 생산라인을 구축한다는 계획이다. R&D 센터에는 8000여명의 인력이 투입돼 2나노 공정 기술을 확보할 계획이다. 
이노메트리

2차전지 검사장비 제조회사인 이노메트리가 국내 사모펀드(PEF) 운용사인 이스트브릿지에 매각된다. 매각 대상은 회사 최대주주인 넥스트아이가 보유한 지분 40.6% 중 36.5%와 2대 주주 김준보 씨의 지분 17.21% 중 7%다. 거래금액은 756억원이다.

이노메트리는 엑스레이로 2차 전지 결함을 판별하는 장치를 생산한다. 이스트브릿지는 지난 2011년 스틱인베스트먼트 출신인 임정강 회장이 설립했으며 2017년 골드만삭스 출신 최동석 대표가 합류해 주로 부품 분야에 투자해왔다. 최 대표는 최태원 SK그룹 회장의 사촌동생으로도 잘 알려져 있다. 

SK케미칼대정

SK케미칼이 덱사메타손의 필수 원료의약품을 제공하는 대정화금과 합작법인 ‘SK케미칼대정’을 설립한다. 조인트벤처(JV)에는 대정화금과 SK케미컬이 각각 60억원을 투자한다.

대정화금은 면역조절제로 사용되는 덱사메타손(Dexamethasone)의 필수 원료의약품을 제공하는 업체다. 염증 치료제로 사용되는 스테로이드 성분의 덱사메타손은 렘데시비르와 함께 신종코로나바이러스감염증(코로나19) 치료에 효과가 알려진 약물이다. 

현대중공업그룹

현대중공업그룹이 현대신텍을 인수한 지 반 년 만에 다시 매각을 결정했다. 그룹 중간 지주사인 한국조선해양이 자회사 현대중공업파워시스템 매각을 확정하면서 자회사까지 모두 매각 대상에 포함한 것이다.

한국조선해양은 지난 6월 이사회에서 현대중공업파워시스템의 지분 매각 승인의 건을 통과시키며 자회사인 현대신텍과 연대현대빙윤중공유한공사도 함께 매각하기로 확정했다. 현대중공업파워시스템은 2018년 8월 현대중공업(현 한국조선해양) 해양플랜트사업부에서 분사해 설립된 회사로, 40년 넘게 국내외 발전소 및 정유, 화학공장에 발전·산업용 보일러를 공급한 보일러 전문회사다. 한국조선해양이 지분 100%를 보유하고 있다. 현대신텍과 연대현대빙윤종공유한공사 역시 모두 산업용 보일러와 관련한 법인이다. 

큐엠씨

큐엠씨는 최근 미니LED 장비의 개발을 완료하고 주요 고객사와 1차 공급계약을 맺었다. 수량과 계약 액수는 정확히 알려지지 않았다. 미니LED는 액정 없이 LED 자체의 발광을 활용해 디스플레이를 구동하는 방식이다.

2003년 설립된 큐엠씨는 반도체 및 디스플레이 검사장치를 생산하는 파이컴 출신 유병소 대표가 이끌고있다. 반도체 웨이퍼용 레이저인 수직 공진 표면 발광 레이저(VCSEL) 테스터, 절단용 LED 레이저 스크라이버(LED Laser Scriber), 반도체 후공정 물류용 트랜스퍼(Die Transfer) 등의 장비를 전문으로 생산해 왔다. 2018년부터 미니LED, 마이크로 LED 장비를 개발해왔다. 

SK텔레콤

SK텔레콤이 이르면 내년 반도체 제조 공장(Fab)을 짓는다. 지난 1년간 투자해 온 관계사 '나녹스'의 제품에 핵심 부품으로 들어가는 반도체 제조 공장(Fab)을 합작 설립한다.

나녹스는 이스라엘에 소재한 디지털 X레이 제조 업체로 SK텔레콤은 지난 1년간 투자를 단행, 2대주주다. SK텔레콤은 반도체 공장을 지어본 적이 없지만, 공장 설립 및 이후의 반도체 생산 과정에서 계열사 SK하이닉스와 기술 협업을 진행한다는 계획이다. SK하이닉스와 별도로 SK텔레콤이 주체가 돼 진행하는 신사업이라 공장 설립도 SK텔레콤이 맡는다. 

LG디스플레이 LG디스플레이는 최근 구미사업장 인근에 위치한 직원 기숙사인 나래원을 매각하기 위한 작업을 진행 중이다. 매각 상대방과 금액 등은 공개하지 않았으나 매각이 마무리 단계에 접어든 것으로 알려졌다. 2000년 문을 연 나래원은 4개 동, 1234호실로 국내 단일 기업 직원 기숙사로는 업계 최대 규모를 자랑한다. LG디스플레이가 전 세계 LCD 시장을 주도하던 2000년대에는 입주 직원이 2500여명에 달했다. 
삼성전자 미국의 개리티 파워 서비스(Garrity Power Service·GPS)는 최근 삼성전자를 상대로 미국 텍사스 동부 지방법원에 특허 소송을 제기했다. GPS는 ‘특허괴물’로 불리는 특허관리전문회사(NPE)다. 삼성 갤럭시 스마트폰의 무선 배터리 공유 기능을 문제 삼았다. GPS는 이 기능이 자사의 특허 ‘무선으로 배터리를 충전·방전하는 장치, 시스템 및 방법’를 침해했다고 주장했다.
  (참고: 한국거래소 전자공시시스템, 전자신문, 지디넷, 디지털데일리, 더벨)

 

◇신기술 동향

UNIST, 유연성, 강성 모두 갖춘 소프트로봇 제작 기술 개발

UNIST 신소재공학부의 김지윤 교수팀은 유연하면서도 강인한 '소프트 로봇' 제작 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 건축물에 쓰는 복잡한 텐세그리티 구조(tensegrity structure)를 쉽게 구현할 수 있는 방법을 고안해 움직일 수 있는 '불가사리' 로봇을 제작하는데 성공한 것이다.

텐세그리티 구조는 무게를 견딜 수 있는 '강인한 재료'와 실처럼 팽팽하고 '유연한 재료'가 씨줄과 날줄처럼 엉켜 있는 구조로 강한 강도와 유연성을 모두 얻을 수 있다. 연구팀은 3D 프린팅 기법과 물에 녹을 수 있는 수용성 희생틀(Sacrificial mold)을 이용해 복잡한 텐세그리티 구조를 구현하는 방법을 고안했다. 3D 프린터를 이용해 큰 하중을 견딜 수 있는 재료(압축재)와 희생틀을 프린팅 한 뒤 희생틀 내부에 유연한 재료(인장재)를 삽입하는 방식이다. 연구팀은 개발된 구조체 제작방식과 설계 기법을 이용해 정육면체(cube), 도넛(toroid), 삼각기둥(prism) 등 다양한 형상의 텐세그리티 구조를 제작했다.

또 만들어진 텐세그리티 구조체를 기본 모듈로 사용해 5개의 다리가 달린 전기로 구동하는 불가사리 로봇을 조립해 앞으로 걷거나 움직이는 방향을 바꾸는 동작이 가능하다. 여기에 외부 자극으로 스스로 움직이는 스마트 소재를 적용하면 스스로 움직는 불가사리 로봇도 만들 수 있다. 

 


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