LG에너지솔루션(373220)과 삼성SDI(006400)가 내년 2분기에 인공지능(AI) 서버 비상전원에 쓰이는 원통형 리튬인산철(LFP) 배터리 양산을 추진한다. 대형 에너지저장장치(ESS)에 이어 서버용 소형 배터리에도 LFP를 적용해 데이터센터 시장 공략에 나선다.

AI 서버 전력 소비가 늘면서 비상전원용 배터리에도 더 높은 출력과 용량이 요구되고 있다. 양사는 기존 삼원계 제품의 성능을 높이는 동시에 가격과 열 안정성이 강점인 LFP 제품을 추가해 고객 선택지를 넓힌다는 구상이다.

LG엔솔, 오창서 BBU용 LFP 양산 준비…탭리스 설계로 발열 낮추고 출력 높여
11일 배터리 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 충북 청주 오창 에너지플랜트에서 탭리스(Tabless) 설계를 적용한 서버 비상전원용 LFP 원통형 배터리 생산을 준비하고 있다.

노인학 LG에너지솔루션 소형전지기획관리 상무는 지난 3일 3분기 실적 발표 콘퍼런스콜에서 "오창 탭리스 라인에서 전동공구용 원통형 제품을 이미 양산하고 있다"며 "배터리백업유닛(BBU)용 LFP 2170은 내년 2분기 양산을 목표로 준비 중"이라고 말했다.

BBU는 정전이나 급격한 전력 변동이 발생했을 때 서버에 즉시 전력을 공급하는 장치다. 데이터센터 전체 설비를 지원하는 무정전전원장치(UPS)와 달리 서버 랙에 장착되거나 가까이 배치돼 해당 장비에 직접 전원을 공급한다.

2170은 지름 21㎜, 높이 70㎜인 원통형 배터리를 뜻한다. 여기에 적용되는 탭리스는 전류가 흐르는 통로를 넓혀 배터리 내부 저항을 줄이는 기술이다. 전류가 좁은 금속 탭으로 집중되는 구조를 개선해 발열을 낮추고 높은 출력을 내도록 한다.

노 상무는 LFP 2170의 열 안전성에 대해 기존 삼원계 배터리인 니켈·코발트·망간(NCM)보다 우위에 있다고 평가했다. 그는 "NCM 제품 대비 열 안전성 테스트에서 뛰어난 성능을 보여 고객들로부터 긍정적인 피드백을 받고 있다"며 "고객 니즈와 수요에 적극 대응해 신시장 내 경쟁력을 빠르게 확보하겠다"고 말했다.

LG에너지솔루션은 탭리스 원통형 배터리의 적용처도 넓히고 있다. BBU용 LFP 제품은 내년 2분기 오창에서, 하이브리드차용 제품은 내년 말 미국 애리조나 공장에서 각각 양산할 계획이다. 로봇도 탭리스 배터리의 특성을 활용할 수 있는 분야로 꼽았다.


삼성SDI, 크기 키우고 LFP로 소재 다변화…"제품 라인업 확대해 고객 요구 대응"
삼성SDI의 BBU용 배터리 전략은 크기 확대와 소재 다변화다. 기존 원통형 배터리의 크기를 키워 저장 용량을 늘리고, 하이니켈 삼원계 중심의 제품군에 가격과 열 안정성이 강점인 LFP를 추가하는 것이다.

크기는 지름 18㎜·높이 65㎜인 18650에서 지름 21㎜·높이 70㎜인 21700으로 확대하고 있다. 21700은 LG에너지솔루션이 2170으로 부르는 것과 같은 크기다. 지난 3월 국내 배터리 산업 전시회인 '인터배터리 2026'에서 공개한 BBU용 21700에는 탭리스 설계도 적용됐다. 배터리를 키워 용량을 늘리면서도 내부 저항을 낮춰 출력도 높이기 위해서다.

여기에 내년 2분기 양산을 목표로 하는 LFP 원통형 배터리가 더해진다. 지난 9월 싱가포르에서 열린 데이터센터 전시회 '데이터센터 월드 아시아 2026'에서 처음 공개한 제품이다. 특히 독자적인 구조 기술을 적용해 출력과 용량을 높이면서 안전성을 강화했다는 게 회사의 설명이다.

같은 전시에는 고출력·고용량 삼원계 21700도 함께 등장했다. 이는 고객사 요구에 따라 소재를 선택할 수 있도록 제품군을 다변화하는 전략을 보여준다. 에너지 밀도가 높은 삼원계와 가격·열 안정성에 강점이 있는 LFP를 함께 공급해 서버별로 다른 성능과 비용 요구에 대응한다는 복안이다.

오재균 삼성SDI 경영지원 담당 부사장은 지난달 29일 3분기 실적 발표 콘퍼런스콜에서 "신규 고객을 추가로 확보해 고객 기반을 다변화하고, 18파이(18650)에서 21파이(21700)로 폼팩터 확대와 하이니켈에서 LFP까지 소재 다변화를 통해 제품 라인업을 확대해 나갈 계획"이라고 말했다.

서버 랙 밖으로 나오는 BBU '사이드카' 구조…공간 여유 생기며 LFP 적용 가능성↑
배터리의 고용량화는 AI 서버의 전력 수요 증가와 맞물려 있다. 그래픽처리장치(GPU)의 성능이 높아지고 소비 전력이 늘면서, 비상 상황에 대비한 BBU에도 더 많은 에너지를 저장하고 순간적으로 큰 전력을 내보내는 성능이 필요해졌다. 이에 서버 랙 내부에 넣던 BBU를 별도 랙으로 분리해 용량을 늘리는 '사이드카' 구조가 확산하고 있다.

이러한 설치 공간 확대는 LFP 도입에도 유리하다. LFP는 상대적으로 저렴한 철과 인을 사용해 원재료 비용을 낮추기 쉽고, 열 안정성과 수명에도 강점이 있다. 다만 삼원계보다 에너지 밀도가 낮아 같은 양의 에너지를 저장하려면 더 넓은 공간이 필요하다. 사이드카 구조가 이런 제약을 줄여주는 셈이다.

조한제 삼성SDI 전략마케팅실장 부사장은 3분기 실적 발표 콘퍼런스콜에서 "BBU를 별도의 랙으로 분리해서 더 큰 용량으로 구성하는 사이드카 구조가 확산되고 있다"며 "기존 18650 대비 에너지 용량이 큰 21700 셀의 채용이 증가할 것"이라고 말했다. 이안나 유안타증권 연구원은 관련 보고서에서 "BBU를 랙 밖으로 옮기는 사이드카 로드맵이 실현되면 공간 여유가 생기니 LFP를 선택할 가능성이 높다"고 분석했다.

다만 설치 공간이 넓어지더라도 서버가 요구하는 출력과 백업 시간을 충족해야 한다. LFP로의 소재 다변화와 함께 발열을 줄이고 전류 흐름을 개선하는 탭리스 등 셀 설계 기술이 중요한 이유다. 장정훈 삼성증권 연구원은 관련 보고서에서 "탭리스 구조는 전극 내 저항이 줄어들기 때문에 AI 서버의 순간적인 피크 부하 대응에 최적화된 장점이 있다"고 분석했다.

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