메르세데스 벤츠가 배터리 기술 개발을 강화하고 있다. 지난 7월 독일 슈투트가르트 운터튀르크하임 본사에 ‘e캠퍼스’를 열면서 배터리 내재화에 시동을 걸었다. 벤츠는 전기차 배터리의 기본 단위인 셀을 자체 개발·생산하고 향후 몇 년 안에 배터리에 드는 비용을 30% 이상 절감한다는 계획이다.
지난 21일(현지시간) 방문한 벤츠의 e캠퍼스에서는 연구 인력들이 바쁘게 움직이고 있었다. 운터튀르크하임 벤츠 공장은 120년 역사를 가진 곳이다. 이 가운데 1만㎡ 규모의 새 건물에 자리한 전기차 배터리 셀 연구개발(R&D) 센터인 e캠퍼스는 미래를 준비하는 공간이라는 인상을 줬다. 자동화된 설비들이 정교하게 작업을 이어가는 모습을 확인할 수 있었다. 모든 과정이 실시간 모니터링 되고 디지털 데이터로 문서화해 오류를 최소화할 수 있는 환경이 갖춰졌다.
벤츠가 e캠퍼스에서 추구하려는 목표는 배터리 셀에서부터 ‘벤츠의 DNA’를 탑재해 세계 최고 수준의 안전과 성능을 갖춘다는 것이다. 전극 생산, 셀 조립, 전해질 충전, 초기 충전·방전까지 배터리 생산의 모든 단계에 대한 연구 역량을 만들어나가고 있다. 새로운 셀 화학을 개발하고 평가, 대규모 셀 생산, 완전한 배터리 유닛 테스트, 인증까지 두루 e캠퍼스에서 고민하며 연구·개발한다는 계획이다.
이날 e캠퍼스에서는 배터리 원료인 흑연 파우더와 ‘코인 셀’의 성능 테스트 작업을 볼 수 있었다. 마틴 프레이 e캠퍼스 셀 기술팀 리더는 “기본 단계에서부터 셀의 화학적 구성 같은 핵심성과지표(KPI)가 만족이 돼야 전기차에 탑재할 수 있는 마지막 단계로 넘어갈 수 있다”며 “개발하려는 배터리 특성을 고려해 면밀한 테스트를 진행한다”고 말했다. 배터리는 양극재와 음극재를 화학적으로 어떻게 조합하느냐에 따라 용량, 충전 속도 등의 성능이 결정된다.
기본 단계를 통과하면 전극과 결합한 파우치가 만들어진다. 가로 30㎝, 세로 10㎝의 얇은 은빛 파우치형 배터리 셀이 나온다. 배터리 셀 수십 개가 모이면 모듈이 되고, 통상 모듈 10개 안팎에서 전기차에 탑재되는 배터리 팩이 완성된다.
현재 e캠퍼스의 연구개발용 셀 생산 역량은 1년에 수만 개 남짓이다. 연구원 수백 명이 실리콘 복합재를 기반으로 한 고에너지 음극을 사용하는 리튬 이온 셀, 혁신적인 코발트 프리 양극 화학, 꿈의 배터리라 불리는 전고체까지 다양한 형태의 셀 개발 연구를 이어가고 있다. e캠퍼스는 연말까지 2만㎡ 규모의 배터리 테스트·검증 센터가 증설된다. 배터리 안전성과 수명을 종합적으로 시험·검증하는 곳까지 마련된다.
다만 벤츠가 배터리 셀을 직접 생산하기보다 파트너사와 협력해 자체 개발 배터리 셀을 공급하기로 했다. 자체 배터리 셀 양산이 가능한 목표 시점은 구체적으로 밝히지 않았다. 벤츠 배터리 개발 책임자인 우베 켈러 박사는 “기본적인 목표는 벤츠의 DNA를 가진, 벤츠만의 고유한 고성능 셀을 만들고 파트너사와 함께 양산하는 것”이라며 “셀 공급업체에 지식을 전수해 생산을 맡기거나 셀 업체와 조인트 벤처를 세우는 식으로 지분 투자를 하는 등 다양한 방식으로 생산하게 될 것”이라고 말했다.
운터튀르크하임=문수정 기자 thursday@kmib.co.kr
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