충남 서산시 SK이노베이션 전기차 배터리 공장에서 로봇이 은색 파우치로 포장된 배터리 셀을 팩 공정으로 이송하려고 준비 중이다./사진제공=SK이노베이션25일 충남 서산에 위치한 SK이노베이션 전기차 배터리공장. 축구장 32개 크기(23만2,000㎡)의 부지에는 정유업체에서 배터리업체로 거듭나려는 SK이노베이션의 핵심 경쟁력이 모두 집약돼 있다. 손기철 B&I사업 전략기획팀 부장은 “1,000만 개를 만들어도 똑같은 품질의 제품이 나와야 하는 만큼 공장 전체를 자동화했다”며 “양품률 99%가 목표”라고 힘주어 말했다.
‘쿵쿵쿵.’ 제 1공장동 조립공정에 들어서자 1초 남짓한 간격으로 방아 찧는 소리가 들렸다. 로봇 팔이 양·음극재가 묻은 기다란 금속 롤을 가로세로 10cm 정도 크기의 시트로 절단하면서 나는 소리다. 로봇 팔은 다시 시트를 들고 이동해 양극과 음극 시트를 차례로 쌓아 올리는 스태킹 공정을 진행했다. 양극과 음극이 서로 맞닿으면 문제가 발생하는 만큼 사이사이에 분리막을 끼워 넣는 것도 잊지 않았다. 스태킹된 시트들은 가정용 은색 호일 같은 알루미늄 파우치로 포장했다. 전해액 주입 작업까지 마치자 하나의 셀이 완성됐다.
배터리 생산 공장은 크게 △분말 형태의 양·음극제를 물과 섞어서 끈적끈적한 액체상태로 만든 뒤 이를 금속에 코팅하는 전극 공정 △코팅된 금속을 셀 단위로 잘라 이를 쌓아올리고 포장하는 조립 공정 △포장된 배터리를 충전하고 미세 오염물질을 걸러내는 화성 공정 △주문자가 요구하는 용량에 따라 셀을 조합하는 팩 공정 등 4단계로 나뉜다.
로봇 팔이 완성된 셀을 선반 위에 올려두면 황갈색 작업복을 입은 작업자가 셀 하나하나를 눈으로 뜯어봤다. 만에 하나 있을지 모를 불량품을 찾는 과정이다. 제품을 좌우로 돌리며 미처 포장이 안 된 부분은 없는지 파우치에 흠집 난 곳은 없는지를 살폈다. 이상없다고 판단하면 다음 단계인 화성 공정으로 넘긴다.
제 1공장동 옆으로 제 2공장동이 들어서면서 배터리 완성도는 한층 더 높아질 전망이다. 내년 상반기 완공예정인 제 2공장동에는 ‘머신 러닝’을 이용한 불량 점검 시스템이 도입될 예정이다. 공정 곳곳에 붙어있는 카메라가 제품을 보며 탭이 붙어있는 위치나 탭 간의 거리, 완제품의 측면 포장 상태 등을 점검한다. 판독 결과 불량으로 확인되면 재처리 대상으로 분류하는 한편 이미지는 데이터화해 쌓아둔다. 시간이 지날수록 더 많은 데이터가 축적되는 만큼 불량률은 더 떨어지고 생산에는 가속도가 붙을 것으로 예상된다. SK이노베이션 관계자는 “1공장동과 규모가 다르지 않지만 2공장동에는 다양한 기술이 접목되기 때문에 생산량은 1공장동의 두 배 이상인 2.8GWh가 될 것”이라고 말했다.
제 2공장동이 완성되면 SK이노베이션의 배터리 생산능력은 3.9GWh가 된다. 연간 약 14만대의 전기차에 배터리를 공급할 수 있는 수준이지만 SK이노베이션은 2020년까지 배터리 생산량 10GWh을 달성하기 위해 공장을 추가로 신설할 계획이다. 신규 설비를 포함해 모든 설비를 100% 가동하더라도 2023년까지 생산한 모든 물량을 주문사에 공급할 수 있게끔 수주를 해놓은 상태다. 회사 관계자는 “공장을 신설하는 것뿐 아니라 한번 충전으로 500Km를 갈 수 있는 배터리를 2018년까지, 700Km까지 갈 수 있는 배터리는 2020년까지 개발하는 등 배터리 기술 개발에도 적극적으로 나설 것”이라고 말했다.
/서산=김우보기자 ubo@sedaily.com
