기술&제품

[배터리101] 모양과 크기가 자유로운 파우치형 배터리

2024.08.02

명사 뒤에 붙는 숫자 ‘101[wʌ́nouwʌ́n]’은 기초 과정, 입문, 기본이라는 뜻입니다. '배터리101'은 배터리가 궁금한 모든 이들을 위한 입문서로, 배터리의 역사부터 기초 원리, 구동 원리 등 기술적인 부분과 IT, 전기자동차, ESS 등 산업적인 부분, 그리고 차세대 기술과 삼성SDI가 열어갈 미래의 모습이 담겨있습니다. 배터리가 만들어갈 더 나은 세상은 우리의 상상보다 무한할 것이기에, ‘배터리101’을 통해 그 세상 속에서 삼성SDI의 역할을 되새기면 좋겠습니다.

 

가볍고 얇다

대부분의 사람들은 2~3개 정도의 스마트 기기를 사용하고 있을 것입니다. 스마트폰, 태블릿PC, 노트북을 비롯해 스마트 워치와 같은 웨어러블 기기는 특히 우리 일상에서 아주 익숙한 제품입니다. 이러한 IT 제품의 성장세에 힘입어 파우치형 배터리 시장도 성장해 왔습니다.

 

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파우치형 배터리의 가장 큰 장점은 가공이 쉬워 다양한 형태로 만들 수 있다는 것입니다. 과거 프리미엄 노트북이나 태블릿PC 등 일부 기기에만 채용되었던 파우치형 배터리는, 원통형이나 각형 배터리보다 그 시장이 작았습니다. 시장조사기관 B3에 따르면 2002년 파우치형 배터리가 시장에서 차지하는 비중은 9%에 불과했습니다.

 

파우치형 배터리는 1990년대 초에 등장했습니다. 초기에는 리튬이온폴리머 배터리(LiPB, Lithium-ion Polymer Battery)였습니다. 리튬이온폴리머 배터리는 폴리머 전해질(Polymer electrolyte)이 양극과 음극 사이에 래미네이팅(Laminating)되는 방식입니다. 여기서 폴리머 전해질은 리튬이온 배터리에서의 분리막과 전해질의 역할을 동시에 수행했습니다. 리튬이온폴리머 배터리는 에너지 밀도 등의 우수한 성능과 원가 경쟁력을 가지고 있어 1990년대 활발히 연구되었지만, 성능을 구현할 수 있는 폴리머 전해질이 개발되지 못해 경쟁에서 밀려났습니다.

 

그렇게 리튬이온 배터리로 흐름이 넘어왔고, 2007년 파우치형 배터리 시장에 커다란 변화의 바람이 불기 시작했습니다. 새로운 어플리케이션인 스마트폰이 등장한 것입니다. 기존의 피쳐폰 시장을 빠르게 대체한 스마트폰은 두께는 더욱 얇게, 디스플레이는 더욱 크게 진화했습니다. 이를 가능하게 한 것이 바로 형태를 자유자재로 구사할 수 있는 파우치형 배터리입니다.

 

 

스마트 기기와 함께 성장한다

파우치형 배터리의 특징은 가볍고 얇다는 것으로, 스마트폰처럼 디자인 트렌드에 민감한 기기에 매우 큰 장점으로 작용합니다. 들고 다니기 편한 작고 가벼운 기기에 대한 소비자 수요 역시 지속적으로 이어지고 있습니다. 이러한 이유로 스마트폰은 물론 노트북, 태블릿PC 등 IT 기기 대부분이 파우치형 배터리를 채택하게 된 것입니다.


최근에는 재택근무, 비대면 수업이 보편화됨에 따라 IT 기기의 수요가 크게 늘어 파우치형 배터리 시장의 성장을 이끌고 있습니다. 시장조사기관 SNE 리서치에 따르면, 파우치형 배터리 시장은 2022년에서 2030년까지 약 29% 정도 성장할 것으로 전망됩니다.

 

이미지_15. 모양과 크기가 자유로운 파우치형 배터리_2(kor)

[글로벌 소형 파우치형 배터리 시장]

 

파우치형 배터리를 제조하는 방식은 크게 두 가지로 나뉩니다. 양극, 음극, 분리막을 동그랗게 말아서 만든 젤리롤을 이용한 와인딩 공법과 양극, 음극, 분리막을 쌓아서 만드는 스태킹 공법입니다. 삼성SDI는 이들 공법을 활용해, 시장의 다양한 니즈에 맞춰 현재 여러 글로벌 기업의 스마트 기기에 파우치형 배터리를 공급하고 있습니다.

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삼성SDI 뉴스룸

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