[르포] 벤츠, 'e캠퍼스' 전기차 배터리 전초 기지…전고체 등 기술 개발 박차

[슈투트가르트(독일)=양성운 기자] "우리의 DNA를 가지고 있는 기술을 적용해 셀을 제작하는게 목표입니다."(우베 켈러 메르세데스-벤츠 배터리 개발 총괄) 메르세데스-벤츠가 전기차 배터리 내재화를 위한 기술 개발에 속도를 높이고 있다. 벤츠는 올해 7월 슈투트가르트 운터튀르크하임 본사에 e 캠퍼스를 개관했다. e 캠퍼스는 메르세데스-벤츠의 미래 전기차 배터리 및 셀 개발을 위한 역량 센터로, 목표는 혁신적인 화학 조성물과 최적화된 생산 공정을 통해 '메르세데스-벤츠 DNA'를 지닌 고성능 셀을 개발하고, 향후 몇 년 내에 배터리 비용을 30% 이상 절감하는 효과를 기록할 것으로 기대하고 있다. 지난 21일(현지시간) 120년 역사의 운터튀르크하임 벤츠 공장 내 새롭게 구축된 전기차 배터리 셀 연구개발 센터 'e 캠퍼스'를 방문했다. 최근 전 세계적으로 전기차 시장 캐즘(일시적 수요 정체)에 직면했지만 정작 벤츠 e 캠퍼스는 이같은 현상을 체감하기 어려웠다. 전기차 핵심인 부품인 배터리의 기술 개발을 위해 바쁜 움직임을 이어가고 있었다. 글로벌 완성차 브랜드인 벤츠의 첨단 기술을 집약해 전기차 배터리를 생산하겠다는 열기를 느낄 수 있었다. e 캠퍼스에 들어서면 배터리의 월료인 흑연 파우더와 동전 모양의 코인 셀을 만날 수 있다. 코인 셀을 활용하면 개발하려는 배터리의 특성을 간편하게 확인할 수 있다. 또 배터리의 양극과 음극을 개발하는 공정도 살펴볼 수 있었다. 보호 헬멧을 쓰고 전신을 가린 방호복을 입은 연구원들이 화학반응으로 전기 에너지를 생성하는 활물질과 용매를 섞어 슬러리를 만들고, 이를 롤러로 포일에 얇게 코팅하는 '캘린더링' 작업을 하고 있었다. 이어 포일에 건조와 압연 작업을 거쳐 코팅한 전극의 두께를 줄이고 에너지 밀도를 끌어올린다. 이를 배터리의 설계 규격에 맞춰 6개로 절단하고, 스태킹 작업과 전기 에너지 활성화 공정 등을 거치면 셀이 완성된다. 완성차에 들어가는 배터리 셀을 생산하는 모든 공정을 볼 수 있다. 다만 이 곳은 양산품과 똑같은 성능을 갖춘 시제품을 개발하는 곳으로 현장에서 생산된 배터리는 실제 차량에는 적용하지 않는다. 이 곳에서는 수백 명의 연구운들이 실리콘 복합재 기반 고에너지 음극을 탑재한 리튬이온전지, 코발트프리(NMX) 양극재, 전고체 배터리 등 차세대 배터리 기술을 연구하고 있다. 이를 통해 배터리의 에너지 밀도를 업계 최고 수준인 900Wh/L까지 끌어올린다는 계획이다. 마틴 프레이 e 캠퍼스 셀 기술팀 리더는 "배터리 생산을 효과적으로 확대할 수 있는 방법은 셀 화학과 설계에 대한 포괄적인 지식을 확보하는 것"이라며 "이렇게 얻어진 지식은 파트너 회사에서의 배터리 셀 대량 생산에 적용돼, 벤츠의 차세대 배터리에 사용된다"고 말했다. e 캠퍼스는 올해 연말까지 2만㎡ 규모의 배터리 테스트 및 검증 센터가 증설돼 총규모가 3만㎡로 늘어난다. 이처럼 벤츠가 대규모 투자를 통해 e 캠퍼스를 구축한 것은 미래 배터리 셀부터 배터리 완성까지 벤츠만의 기술력을 바탕으로 시스템을 구축하는 것을 목표로 하고 있음을 짐작할 수 있다. 또 벤츠는 e 캠퍼스를 통해 벤츠 DNA를 갖춘 셀을 만들고, 향후 수년 내에 배터리 생산 비용을 30% 넘게 절감하며 배터리 수급 안정성을 높이는 것이 목표로 하고 있다. 이처럼 벤츠는 자체 개발한 전기차 배터리 기술과 생산으로 안전성을 확보해 글로벌 시장에서의 경쟁력을 구축해 나간다는 방침이다. 우베 켈러 총괄은 "현재 벤츠 전기차에는 다른 제조사가 공급한 배터리 셀이 탑재되고 있지만, 향후 벤츠의 DNA를 갖고 있는 자체 배터리 셀을 개발한 다음 이것을 공급사를 통해 제공 받는 방식을 채택하려 한다"고 말했다. 한편 e 캠퍼스는 벤츠가 추구하는 지속가능성도 엿볼 수 있다. 이 곳의 기초는 철거 자재로 만든 재활용 콘크리트를 사용했으며, 최첨단 테스트 및 검증 센터의 사용 가능한 지붕 면적의 75% 이상이 태양광 시스템을 장착해 시설에 재생 에너지를 공급한다. 가역 열 펌프와 냉각 축열기를 통해 열 공급 및 실내 공조를 지속 가능한 방식으로 제공하며, 하이브리드 냉각탑은 물 공급의 효율성을 높여준다. 메르세데스-벤츠의 자체 생산 시설은 2022 년부터 순탄소 중립을 달성했다. 2030년까지 생산 에너지 요구의 70% 이상을 재생 가능 에너지로 충당한다는 계획이다. 메르세데스-벤츠의 전 세계 모든 생산 공장은 2039 년까지 100% 재생 가능 에너지를 사용하는 것을 목표로 하고 있다.