인셀, 지난해 ESS 수출 300%↑ 국제 인증 바탕으로 북미·유럽·아시아 수출 순항 중
  • 권선형 기자
  • 승인 2022.05.13 08:30
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배터리 재사용·재제조 시스템 구축 사업도 나서

[인더스트리뉴스 권선형 기자] “글로벌 ESS, 리튬배터리 시장은 빠르게 성장하고 있다. 이에 인셀은 북미, 유럽, 아시아 등 글로벌 시장에 집중하며, 지난해 ESS 수출이 전년 대비 300% 늘어나는 성과를 냈다. 2007년 국내 최초로 ESS를 개발한 기술을 바탕으로 그동안 꾸준하게 기술개발에 나선 결과다.”

ESS, 리튬배터리 전문기업 인셀 정창권 대표는 지난해 수출이 크게 늘어난 배경으로 글로벌 시장에서 인정받은 ‘품질’과 ‘기술력’, ‘안전성’을 꼽았다. 품질과 안전기술을 고도화해 온 것이 품질적인 기능적 요소뿐만 아니라 구동 수명 보장과 안전성을 담보해야 하는 글로벌 시장에서 경쟁력을 높인 비결이었다는 설명이다.

인셀 정창권 대표는 “인셀은 2007년 국내 최초로 ESS를 개발한 기술력을 바탕으로 현재까지 약 300MWh 실적을 달성한 데 이어, e-mobility 배터리 팩 분야에서도 전동지게차, AGV용 리튬이온축전지를 개발해 국내·외 시장에 진출하며 ESS에 편중한 사업 분야를 다각화하고 있다”고 말했다. [사진=인셀]
인셀 정창권 대표는 “인셀은 2007년 국내 최초로 ESS를 개발한 기술력을 바탕으로 현재까지 약 300MWh 실적을 달성한 데 이어, e-mobility 배터리 팩 분야에서도 전동지게차, AGV용 리튬이온축전지를 개발해 국내·외 시장에 진출하며 ESS에 편중한 사업 분야를 다각화하고 있다”고 말했다. [사진=인셀]

2004년 1월 창립한 인셀은 국내 최초로 ESS를 개발한 기술력을 바탕으로 현재까지 약 300MWh 실적을 달성한 데 이어, e-mobility 배터리 팩 분야에서도 전동지게차, AGV용 리튬이온축전지를 개발해 국내·외 시장에 진출하며 ESS에 편중한 사업 분야를 다각화하고 있다.

정 대표는 “인셀의 ESS, 리튬배터리는 삼성SDI의 소형 셀을 인셀만의 특화된 기술로 패키징 해 연쇄발화를 방지하는 등 품질과 안전성을 확보하고 있다”며, “지난해 국내 중소기업으로는 최초로 대만 전력청의 FR용 ESS 용도로 약 8.5MWh를 수출했고, 올해 추가로 24MWh를 수주할 전망”이라고 밝혔다.

미국 시장에서도 가시적인 성과를 내고 있다. 인셀은 현지 전략적 파트너사를 통해 미국 나스닥에 상장한 EV충전소 기업에 ‘EV 충전소용 배터리 시스템’을 수출하는 등 국내 기술력이 미국 시장에서도 통한다는 사실을 연이어 입증했다.

정 대표는 “최근, 미국 바이든 정부에서 전기차 충전망 구축에 75억달러를 인프라 구축 예산으로 배정함에 따라 ESS를 활용한 EV 충전사업이 성장할 것으로 예상돼, 전기 충전소용 배터리 수출도 크게 늘어날 것”이라고 전망했다.

인셀은 유럽과 일본에서도 점유율을 높이고 있다. 독일 풍력 기업에 고출력 배터리 시스템을 수출한 데 이어 농가용 ESS 배터리 시스템도 잇따라 수주하는 데 성공했다. 일본에서는 기존 고객사와 영업 채널을 통해 비상용 백업 솔루션부터 산업용 모빌리티 분야까지 사업 범위를 확장해 나가고 있다. 그 일환으로 세계 3대 물류회사인 ML사에 전동지게차용 리튬이온배터리 팩을 충전기와 함께 개발하고, 현장 평가, 시험 등을 거쳐 5월부터 양산을 시작한다.

인셀의 ESS 배터리 솔루션, 유틸리티, 신재생 연계, 공공기관, UPS 용으로 에너지밀도를 향상시킨 고효율, 장수명 제품이다. 삼성SDI ESS 전용 셀을 적용해 안정성과 효율을 극대화해 해외 규격 인증 IEC 62619와 UL 1973 인증을 취득했다.  [사진=인셀]
인셀의 ESS 배터리 솔루션, 유틸리티, 신재생 연계, 공공기관, UPS 용으로 에너지밀도를 향상시킨 고효율, 장수명 제품이다. 삼성SDI ESS 전용 셀을 적용해 안정성과 효율을 극대화해 해외 규격 인증 IEC 62619와 UL 1973 인증을 취득했다. [사진=인셀]

품질에 안전을 더하다

인셀이 글로벌 시장에서 경쟁력을 갖춘 데에는 ESS와 배터리 팩의 품질이 원동력이 됐다. 인셀은 원통형 셀을 사용해 직병렬 혼합 구성으로 셀 접합공정에서의 접촉저항을 최소화하고 있다. 나아가 균일한 품질을 위해 각각의 포인트를 모니터링 하는 전수검사로 품질을 관리하고 있다.

인셀의 ESS와 배터리 팩은 세계적 권위의 리튬배터리 안전인증인 UL 1973 인증과 UL 9540A 인증, IEC 62619 인증을 받아 품질에 안전성을 더했다.

정 대표는 “인셀은 배터리 화재발생 단계를 크게 4단계로 분류해 각 단계별로 원인을 분석해 화재를 예방할 수 있는 기술을 적용한 종합적인 화재 예방 솔루션을 전 제품에 적용 중”이라고 소개했다.

솔루션 1단계에서는 배터리에 가해질 수 있는 스트레스를 제거하기 위해 충전율을 낮추는 등 보수적 운영 알고리즘과 ESS의 가혹한 환경(고온, Cycle 운전)에도 견딜 수 있는 ESS 전용 소형 셀을 적용해 안전품질을 높였다. 모듈 내부에는 습도센서를 부착해 결로나 습기에 의한 절연 저하로 발생할 수 있는 단락사고를 예방할 수 있게 설계했다.

2단계에서는 Off-gas 센서를 모듈마다 설치해, 배터리 셀 사고의 전조 증상인 Off-gas를 감지해 사전에 시스템을 전기적으로 격리해 잠재적 사고 진행을 막는다. 국내 최초로 개발해 제품에 적용한 배터리 전용 Off-gas 감지 시스템이다.

3단계에서는 열폭주가 발생하더라도 주변 셀로 전이되지 않도록 불연소재로 셀을 보호해 연쇄발화를 방지한다. 모듈과 랙이 인접 모듈과 랙으로 확산되지 않도록 밀폐형으로 설계한 연쇄발화 방지 회로기술로 UL 1973 인증을 획득했다.

4단계는 화재 진압 단계로 전 단계에서 감지하는 Off-gas 센서 신호와 특수 소화약제 투입을 동조시킴과 동시에 소화약제 투입 밸브에 장착된 온도감지 신호에 의해 자동적으로 분사시키는 특수 밸브회로 기술을 적용했다.

이 같은 단계별 안전 설계는 이전 단계의 안전 기능이 실패하더라도 다음 단계의 안전보호 기능 수행에 영향을 주지 않는 단계 별 독립성을 부가시켜 신뢰성을 높였다.

정 대표는 “Off-gas 센서 회로기술과 마찬가지로 해당 모듈에 신속하게 대응시켜 화재 진압 영역을 최소화함으로써 전체 배터리 시스템에 피해를 최소화시킨다는 점이 솔루션의 특징과 장점”이라며, “이 같은 국소 화재 진압 기술을 활용해 최근 UL 9540A 시험을 성공적으로 통과해 성능을 국제적으로 공인받았다”고 말했다.

인셀은 배터리 화재발생 단계를 크게 4단계로 분류해 각 단계별로 원인을 분석해 화재를 예방할 수 있는 기술을 적용한 종합적인 화재 예방 솔루션을 전 제품에 적용 중이다.  [사진=인셀]
인셀은 배터리 화재발생 단계를 크게 4단계로 분류해 각 단계별로 원인을 분석해 화재를 예방할 수 있는 기술을 적용한 종합적인 화재 예방 솔루션을 전 제품에 적용 중이다. [사진=인셀]

폐배터리 재사용, 재제조 사업 진출

인셀은 최근 삼성, 현대차, SK, LG 등 국내 4대 그룹과 함께 폐배터리 재사용, 재제조 사업도 나서고 있다. 나주시에 위치한 ‘EV·ESS 사용 후 배터리 리사이클링 산업화 센터’를 중심으로 국내 최초의 배터리 재사용, 재제조, 재활용 일원화 시스템을 구축하는 사업이다. 배터리 재사용·재제조 관련 장비 구축, 사용 후 배터리 시험 평가 방법 및 해체·분류 공정 확보, 배터리 재사용·재제조 제도적 기반 및 산업화 기반 확보 등이 목표다.

폐배터리 시장은 크게 재사용, 재제조, 재활용 분야로 나뉜다. 배터리는 사용 후 잔존 용량에 따라 여러 방식으로 재활용할 수 있다. 재사용 방식은 사용 후 배터리를 있는 형태 그대로 다른 용도로 다시 사용하는 것을 말한다. 보통 전기차 배터리는 초기 대비 70~80% 수준으로 용량이 떨어지면 교체하는데, 이를 ESS로 재사용할 수 있다. 재제조는 사용 후 배터리의 사용처에 맞게 형태 변경을 통해 새 제품으로 되돌리는 방식이다. 재활용은 잔존용량이 없어 더 이상의 재사용 또는 재제조가 불가한 경우 사용 후 배터리의 분쇄 후 핵심 원소들을 수거해 다시 사용하는 것을 말한다.

폐배터리 재사용, 재제조 시장은 가파르게 성장할 전망이다. 국토교통부 따르면 지난 2월 말 기준 국내에 등록된 자동차 수는 총 2,501만5,291대로, 이중 전기차는 24만1,182대다. 전체 등록 자동차 중 전기차 비중은 0.96%다. 전기차 등록대수는 2014년 말에는 3,000대를 넘지 못하고 비중도 0.01%에 그쳤으나, 2017년 처음으로 0.1%를 넘긴 후 2018년 0.24%, 2019년 0.38%, 2020년 0.55%, 2021년 0.93%로 꾸준히 오르고 있다.

전기차 보급이 빨라지면서 폐배터리 수도 급증하고 있다. 에너지경제연구원에 따르면 국내 전기차 폐배터리는 지난해 440개에서 2025년 8,321개, 2029년 7만8,981개로 늘어날 전망이다. 글로벌 폐배터리 시장도 급성장하고 있다. 에너지경제연구원에 따르면 폐배터리 재활용 시장규모는 2025년부터 연평균 33% 성장해 2040년 약 68조원을 상회할 전망이다. 현재 미국과 일본 등이 국가 차원에서 배터리 재활용 국제기술표준 선점을 위해 경쟁을 벌이고 있고, 한국도 유럽연합(EU)과 협의체를 구성하고 폐배터리 재활용 기술 확보에 나서고 있다.

인셀은 폐배터리 시장이 2024년부터 활발해질 것으로 전망하고 있다. 현재 정부는 폐배터리를 분류하고 성능을 진단하는 표준 기술과 매뉴얼 등을 2024년 도입할 계획이다.

인셀은 e-mobility 배터리 팩 분야에서도 전동지게차, AGV용 리튬이온축전지를 개발해 국내·외 시장에 진출하며 ESS에 편중한 사업 분야를 다각화하고 있다.  [사진=인셀]
인셀은 e-mobility 배터리 팩 분야에서도 전동지게차, AGV용 리튬이온축전지를 개발해 국내·외 시장에 진출하며 ESS에 편중한 사업 분야를 다각화하고 있다. [사진=인셀]

정 대표는 “전기차의 핵심인 배터리가 전기차 가격의 40%를 차지하고 있어 이를 재활용하는 방안에 따라서 전기차의 가격 인하가 가능하기 때문에 관심이 높은 상황”이라며, “재사용 배터리용도 관점에서 전기차 배터리를 모듈단위로 적용하는 저 용량의 e-mobility 배터리 팩을 적용하기 위해서는 배터리 진단기술이 필수적인데, 인셀이 보유한 BMS(배터리관리시스템, Battery Management System)기술을 바탕으로 소비자 맞춤형 사업을 진행할 계획”이라고 말했다.

이어 정 대표는 “일본, 미국 및 EU 등도 국내와 마찬가지로 폐배터리 회수를 의무화하고 있으나, 재활용을 위한 제도적인 절차 및 표준화, 인증을 위한 제도는 아직 협의 중이거나 규격 초안 작성 중으로 사용이 종료된 폐배터리를 진단하고 수명을 예측해 새로운 용도로 품질 보증을 하기 위한 절차와 규격 표준화가 필요하다”고 말했다.

인셀의 중장기 목표는 꾸준한 해외시장 개척이다. 매출 비중이 높은 ESS 제품은 미국, 유럽, 아시아 시장을 지속적으로 공략하고, 전기차 분야에서는 물류용 AGV, AMR, 지게차배터리 시장을 위주로 국내·외 시장을 확대해 나갈 계획이다.

정 대표는 “전기선박용 시장도 선박업체와 함께 DNV 승인 취득을 목표로 매진할 계획”이라며, “인셀의 태양광 연계형 ESS를 적용한 곳과 함께 RE100 그린카드제도 활성화를 대비한 VPP 사업도 추진할 예정”이라고 밝혔다.

 



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