[디지털투데이 박찬길 기자] 삼성SDI가 2019년 독일 폴크스바겐 전기차 ’ e-골프’용 배터리 용량을 재차 업그레이드한다. 이에 따라 e-골프는 한번 충전으로 내연기관 자동차 만큼의 항속거리를 유지하게 될 전망이다.

27일 업계에 따르면 삼성SDI는 오는 2019년부터 폴크스바겐 전기차 e-골프용 배터리 용량을 기존 37Ah에서 50Ah 배터리로 늘린다. 같은 개수의 50Ah 셀이 탑재된다고 가정하면 차세대 e-골프 배터리 에너지양은 약 48.4kWh다. 삼성SDI는 내년 가동에 들어가는 헝가리 공장에서 50Ah 셀을 생산해 독일 브라운슈바이크 공장에 공급할 것으로 예상된다. 브라운슈바이크에는 폴크스바겐의 배터리 후공정 공장이 위치해 있다.

폴크스바겐은 올들어 e-골프는 배터리 용량을 한 차례 늘렸다. 지난해까지 일본 파나소닉의 25Ah 배터리를 장착했다가 2017년 모델부터 삼성SDI 37Ah 배터리를 탑재했다. 2017년 모델과 동일한 연비를 유지한다고 가정하면, 차세대 e-골프의 최대주행거리는 유럽 연비측정(NEDC) 기준 404.5km, 미 환경보호청(EPA) 기준 271.9km다.

미국 테슬라모터스 전기차 ‘모델S(85D)’의 NEDC 기준 주행거리가 최장 528km다. 85D는 에너지용량 85kWh 모델을 의미한다.

플크스바겐이 새로운 배터리를 적용한 차세대 e-골프 생산 시점은 2019년이 될 것으로 보인다. 삼성SDI는 2019년 이후에도 기존 37Ah배터리를 소량 생산한다. 이는 기존 e-골프 모델 교체용 배터리팩인 것으로 관측된다.

배터리 용량을 늘리더라도 외관상 크기나 형태 변화는 없을 것으로 보인다. 배터리 크기나 형태가 변하면 자동차 기초 설계를 다시 해야 하기 때문이다. 삼성SDI는 이미 올해 BMW ‘i3’ 배터리를 크기 변화 없이 60Ah에서 94Ah로 용량을 증가시켰다.

크기 변화 없이 배터리 용량을 증가시키는 방법은 몇 가지가 있다. 먼저 양극재 중 니켈의 비율을 높이는 방법이다. 니켈은 양극재에서 배터리 용량을 담당하는 핵심역할을 한다. 전기화학적으로 활성도가 높아 근본적으로 불안정성을 가지고 있다. 이때문에 양극재 중 니켈 비율을 올리는 것은 고난이도 기술로 알려져있다. 삼성SDI에서 생산하는 자동차용 배터리는 양극 활물질로 NCM(니켈⋅코발트⋅망간)을 사용한다. 업체에 따라 양극 활물질 비율이 다양한데, 용량측면에서 가장 이상적인 ‘8:1:1(니켈 : 코발트 : 망간)’ 비율은 실현되지 못하고 있다.

두 번째는 양극 활물질 도포시 탭밀도를 올리는 방법이다. 같은 공간 안에 얼마나 많은 활물질을 집어넣는가가 핵심이다. 활물질을 많이 집어넣을수록 배터리 에너지 밀도는 올라간다.

세 번째는 니켈의 내구성을 높이는 방법이다. 양극재는 제조시 활물질을 도포하고 압착하며 밀도를 높인다. 이때 니켈의 내구성이 낮으면 특성을 잃고 제 역할을 못한다. 니켈의 내구성을 높이면 양극재 압착 효율을 높일 수 있다.