“‘소부장(소재·부품·장비) 절대 강국’을 자부하는 일본의 콧대를 꺾었습니다.”지난 3일 씨아이에스 대구공장에서 만난 김윤호 전략기획그룹장은 “배터리 장비는 글로벌 시장을 선도하는 해외 기업들도 우리에게 납품을 요청한다”며 이렇게 말했다. 김 그룹장의 자신감은 근거가 있다. 배터리 전극 공정 장비를 제조하는 씨아이에스는 일본 최대 배터리업체 P사에 배터리 장비를 대부분 공급하고 있다. P사는 천문학적인 자금을 투입하는 미국 공장 증설과 중국 상하이 신규 공장에도 씨아이에스의 전극 공정 장비를 요구한다
◇ 배터리 수율 결정하는 핵심 장비
대구 달서구 성서산업단지 내 씨아이에스 공장을 찾아가니 운동장만 한 공간 한편에 집채만 한 거대한 금속 설비들이 빽빽하게 차 있었다. 조립과 테스트를 마치고 수출을 기다리는 전극 공정 장비다. 배터리의 심장인 양극과 음극 극판을 만드는 데 쓰이는 장비다. 10년 넘게 일한 숙련 근로자가 배터리 전극 공정 장비를 최종 점검하고 있었다.
전극 공정은 배터리 제조 과정에서 가장 핵심적인 단계로 평가받는다. 얇은 알루미늄판과 구리판 위에 배터리 성능을 좌우하는 활물질을 얇고 고르게 펴 바르고(코팅), 뜨거운 열로 말린 뒤(건조), 롤러로 강하게 누르는(압연) 과정을 거친다. 재료가 균일하게 발라지지 않거나 압축할 때 미세한 오차만 발생해도 배터리 용량과 수명, 안전성에 치명적인 결함이 생긴다. 배터리의 경제성을 좌우하는 수율(생산품 중 양품 비율)이 여기서 결정된다는 게 전문가들의 설명. 이춘석 씨아이에스 생산기술1센터장은 “전극 공정 장비는 공장 내 갖춰야 하는 장비 전체 중 약 30%의 비중을 차지할 정도로 규모가 크고 고도의 정밀성이 요구돼 진입장벽이 가장 높다”며 “수율을 결정하는 핵심 공정이기 때문에 경쟁업체의 시장 진입을 막는 강력한 해자”라고 말했다. ◇ “경쟁력 비결은 수작업”
흥미로운 건 최첨단 배터리 장비가 제작되는 과정이다. 공장 내부에서 작업복을 입은 엔지니어들은 자동화 설비 없이 도면을 보며 부품을 일일이 조이고 끼운다. 엔지니어들은 제조 공정의 99%가 수작업이라고 강조했다. 배터리 공장마다의 특성을 반영해 각기 다른 크기와 형태로 맞춤형 제작을 하고 있어서다. 씨아이에스는 이런 공정 노하우를 쌓기 위해 10년 이상 연구개발(R&D) 투자를 하고 엔지니어를 교육했다. 이 센터장은 “제조 현장의 ‘장인’에 체화된 기술력이 국내뿐 아니라 일본 배터리 기업들을 매혹했다”고 했다. 통상 “우리가 만든 표준대로 제작하라”고 지시하던 일본업체들도 장비 개발 과정에 긴밀히 협의한다는 게 이 센터장의 전언이다. 지난해 매출 4072억원 중 일본업체에 공급하는 금액이 1000억원 이상. 일본업체가 글로벌 생산기지를 확장하고 있어 관련 매출은 계속 늘어날 것으로 기대된다.씨아이에스는 차세대 건식 장비 및 하이브리드 장비 개발에 투자해 차세대 먹거리를 선점한다는 전략을 세우고 있다. 건식 장비나 하이브리드 장비는 전극 공정의 핵심 공정인 건조 과정을 빼거나 줄인 장비다. 전극 공정 장비의 크기와 원가를 대폭 줄일 수 있는 혁신 기술이다. 현재 테슬라 배터리 공장에서만 실험적으로 도입한 것으로 알려졌다.
공장 내부 한쪽 편에는 건식 장비 등이 시험 운영되고 있었다. 기존 장비에 비해 규모가 5분의1 수준이라고 공장 엔지니어는 설명했다. 전극공정 장비가 작아지면 배터리업체는 같은 공장에서 더 많은 배터리를 생산할 수 있다. 국내외 주요 배터리업체들은 오는 2028년 건식 장비를 본격 도입할 계획인 것으로 전해졌다. 김 그룹장은 “현재 몇몇 고객사와 이미 도입을 위한 테스트를 진행하고 있다”고 말했다.
대구=성상훈 기자 uphoon@hankyung.com
관련뉴스
