소형 가전 인기에 쑥쑥 크는 리튬이온 배터리

소형 배터리, 어플리케이션 다양화로 급성장

소형 배터리 시장 현황

[헤럴드경제=정순식 기자] 소형 가전 전성시대를 맞으며 리튬이온 배터리 시장이 빠르게 성장하고 있다.

본래 2차전지가 처음 나왔을 때는 니켈-카드뮴, 납축 전지 같은 배터리가 많이 사용됐다. 하지만 이들 배터리는 납, 수은 등과 같은 환경규제 물질이 포함돼 있고, 리튬이온 배터리 대비 부피가 크고 무거우며, 에너지 밀도도 낮아 사용이 점차 줄어드는 추세다.

이를 대신하고 있는 리튬이온 배터리는 점차 크기가 작아지고, 가벼워지는 제품에 대응할 수 있는 최적의 배터리로 꼽힌다. 더 가볍고 부피가 작지만 에너지 밀도는 높일 수 있는 장점이 있다.

소형 리튬이온 배터리(이하 소형 배터리)는 외관의 특징에 따라 원통형, 각형, 파우치로 구분되고, 전동공구, 스마트폰, 노트북 등에 주로 채용되고 있으며, 최근에는 전기자전거, 전기자동차 등 모빌리티로 확대되고 있다.

소형 배터리 중에서 맏형 격인 원통형 배터리는 1990년대 초 일본에서 먼저 개발돼 상용화됐다. 당시에는 1차 전지, 흔히 말하는 건전지와의 호환성을 유지하기 위해 1차 전지의 규격을 따랐다. 휴대용 전자기기의 2차 전지가 방전되었을 때 1차 전지를 구입해 임시로 사용할 수 있게 한 조치였다.

이런 배경으로 처음 개발된 리튬이온 배터리는 지름 14mm, 길이 50mm인 ‘14500’과 지름 20mm, 길이 50mm인 ‘20500’의 원통형 배터리였습니다. ‘14500’은 가장 많이 사용되는 1차 전지 ‘AA’ 사이즈와 같고, ‘20500’은 니켈-카드뮴 배터리와 니켈-수소 배터리 사이즈와 같았다. 하지만 당시 2차 전지의 메인 시장이었던 캠코더 배터리 팩으로는 적합하지 않았다. 이에 일본 제조사는 시장 조사를 거치며 지름 18mm, 길이 65mm인 ‘18650’이라는 규격을 정하게 된다. 이는 캠코더를 한 손을 쥐었을 때 가장 안정감을 느끼는 사이즈였다고 전해진다.

이후 소형 배터리는 2000년대 휴대폰 및 노트북의 폭발적인 성장세를 바탕으로, 2002년 9억개에서 2008년 31억개로 연평균 성장률 24%를 기록한다. 특히 각형 배터리는 노키아, 삼성전자 등 휴대폰에 탑재되며 소형 배터리내에서 50% 이상의 비중을 차지했다.

이처럼 잘 나가던 소형 배터리는 그 후 노트북의 슬림화, 스마트폰 고성장, 태블릿 등장으로 원통형, 각형, 파우치 배터리 3형제 위상에 변화가 생기기 시작한다. 노트북에 주로 채용된 원통형 배터리는 2011년 정점으로 감소하고, 소형 배터리 성장을 이끌던 각형 배터리는 파우치 배터리 내장형 스마트폰 등장으로 인해 그 시장이 급격히 축소됐다. 파우치 배터리는 스마트폰과 태블릿의 시장 확대 때문에 성장은 했지만, 소형 배터리 시장 전체적으로는 정체기였다.

주춤하고 있던 소형 배터리는 미주 중심의 건설 경기 호황으로 무선 전동공구 고성장, 전기차 같은 대형 어플리케이션이 시장이 등장하면서 원통형 배터리 중심으로 대폭 성장하게 된다. 특히 많은 용량이 필요한 전기차, 골프카트 등 대형 어플리케이션에 원통형 배터리가 탑재되면서 기존 노트북, 전동공구에 비해 훨씬 많은 수의 배터리가 필요해졌기 때문이다. 노트북이나 전동공구에 3~6개 정도 들어가던 원통형 배터리가 전기차에는 한 대에 수백개에서 수천개가 탑재된다.

여기에 스마트폰, 무선 이어폰 같은 웨어러블 기기 시장도 본 궤도에 오르며 파우치 배터리도 성장세를 이어가 소형 배터리는 2018년 80억개로 전년비 18% 성장했다.

최근에는 근거리 주행이 가능한 소형 이동수단인 ‘마이크로 모빌리티’가 주목받고 있다. 간편한 사용법, 친환경성, 주차 문제 해결 등의 장점을 바탕으로 교통 문제 해결의 새로운 대안으로 떠오르고 있다. 여기에는 전기자전거, 전기스쿠터, 전동식 킥보드 등이 포함되며 원통형 배터리가 주로 탑재된다.

전기 코드 대신 원통형 배터리를 전력원으로 쓰는 ‘코드리스’ 전동공구도 수년 새 글로벌 트렌드로 자리 잡으면서 원통형 배터리 성장을 이끌고 있다. 벽을 뚫는 전동공구, 정원을 손질하는 정원공구, 청소기 같은 소형 가전제품들도 사용 편의와 휴대성이 강화된 ‘코드리스’ 제품들이 대거 출시되며 원통형 배터리 채용은 더욱 확대될 전망이다.

중저가 스마트폰, 노트북에 파우치 배터리 채용이 더욱 확대될 것으로 예상되는 가운데, 웨어러블 기기도 지속 성장해 파우치 배터리 시장도 성장세를 유지할 것으로 보인다.

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