[르포]가동 한 달 만에 수율 90% 달성한 美 테네시 LG 배터리 공장…가전공장 자동화율은 최고수준

지난달 30일(현지시간) 미 테네시주의 얼티엄셀즈 제2공장에서 현지 직원들이 배터리 생산 현황을 점검하고 있다. 얼티엄셀즈 제2공장은 LG에너지솔루션과 미국 1위 자동차 업체 GM이 설립한 두번째 전기차 배터리 생산 공장으로 올해 3월 본격 가동을 시작했다. 얼티엄셀즈 생산 공장이 언론에 공개된 것은 처음이다. LG엔솔 제공.

#지난달 30일(현지시간) 미국 테네시주 스프링힐의 얼티엄셀즈 제2공장. LG 에너지솔루션이 미 최대 완성차업체 GM과 합작 설립한 전기차용 배터리 제조공장, 축구장 35배 크기인 24만 7000㎡ 규모 생산시설이 언론에 최초 공개됐다. 미세먼지 차단을 위해 방진복으로 중무장하고 들어서니 100m가량 이어진 전기차 배터리 조립 라인이 보였다.

배터리 제조는 전극, 조립, 활성화, 팩 순으로 진행되는데 이날 공개된 건 조립 공정. 앞서 만들어진 양·음극판에 합선을 막는 분리막을 접합한 뒤 평평하게 겹쳐 쌓아 만든 셀을 은색 외장재(파우치)에 전해액과 함께 넣고 밀봉한다. 전해질 주입 전후 무게 오차를 측정하는 저울은 소수점 아래까지 일치했다. 기계를 점검, 조작하는 직원 몇 명만 보일 뿐 조립 공정 전체가 자동 진행됐다.

김영득 법인장은 “30년 이상 쌓은 양산 경험, 기술을 바탕으로 올해 3월 양산 이후 한 달여 만에 수율(결함없는 제품 완성비율) 90% 이상을 달성했다”고 했다. 과거 폴란드 공장에선 1년 넘게 걸렸는데, 양산 한 달 만에 수율 90% 달성은 동종 업계 역대 최단 기간 성과라고 한다.

얼티엄셀즈 제2공장 전경. LG엔솔 제공

이렇게 생산된 배터리는 GM의 프리미엄 브랜드 캐딜락의 첫 전기차 ‘리릭’에 탑재됐다. 전기차 성능의 핵심은 배터리 기술인데, LG 배터리를 탑재한 리릭은 1회 충전으로 약 500㎞를 간다.

얼티엄셀즈 제2공장의 연간 생산 목표는 50기가와트시(GWh)다. 500㎞ 이상 달릴 수 있는 3세대 전기차 배터리 60만대를 생산할 수 있는 분량이다. 전기차 침체기인 지금도 라인 증설이 계속되고 있고, 공장 주변 곳곳에는 “전 직종 채용”이라는 현수막이 나부끼고 있었다.

GM 최고책임자인 크리스 드소텔스 공장장은“LG는 오랜 경험과 차별화된 기술을 갖춘 최고의 파트너”라며 “최고급 차 리릭의 출시는 양사 파트너십의 중요한 이정표”라고 강조했다.

LG전자 미국 테네시 공장에서 로봇이 사람을 대신해 세탁통을 들어올리고 있는 모습. LG전자 제공

#31일 얼티엄셀즈 제2공장에서 약 87마일 북쪽 클라크스빌에 있는 LG전자 공장. 축구장 13개 면적 공장 안에서 9대의 자율주행 물류 로봇(AMR), 바닥에 찍힌 QR코드대로 움직이는 170여대의 무인운반차(AGV)가 세탁기 자재·부품을 실어나르고 있었다. 기존에는 사람이 하루에 6000번 이상 직접 했던 부품 운반 작업을 AGV가 처리하면서 테네시 공장은 ‘완전 무인 물류 체계’가 구축됐다.

최근엔 AI(인공지능)을 적용, AGV가 병목현상이 발생하는 곳에서 스스로 빠른 우회로를 찾아 이동하도록 시스템도 개선했다.

생산설비에 배치된 로봇팔들은 운반된 부품들로 제품을 조립했다. LG전자가 개발한 시뮬레이션 기술 ‘디지털 트윈’(현실 세계 기계나 장비, 사물 등을 컴퓨터 속 가상 세계에 구현)’이 접목돼 30초마다 공장 데이터가 수집·분석 돼 10분 뒤 생산설비를 예측하고 자재를 제때 공급한다.

길이 500ｍ, 폭 100ｍ의 공장 건물에선 생산·용접·가공·조립·검사 공정의 상당 부분을 로봇이 작업해 자동화 수준이 상당했다.

금속 프레스 가공, 플라스틱 사출 성형, 도색 등 부품 제조를 공장 안에서 소화하는 테네시 공장에는 LG전자가 자체 개발한 ‘지능형사출시스템’이 설치돼 있다. 금형에 온도·압력 센서를 달아 데이터를 실시간 수집·분석해 최적의 사출 조건을 유지하도록 관리한다. 이를 통해 테네시 공장의 부품 생산성은 기존 대비 약 20% 향상됐고, 불량률은 60% 정도 개선됐다.

이 공장의 자동화율은 LG전자 17개 해외 생산기지 중 최고 수준인 64%다. 올 연말까지 68%, 내년 초까지 70% 이상으로 끌어올릴 계획이라고 손창우 법인장은 밝혔다.

LG전자 미국 테네시 공장에서 차세대 물류 로봇인 자율주행 물류로봇(AMR)이 세탁기 부품을 운반하고 있는 모습. 바닥에 경로를 안내하는 QR코드가 붙어 있다. LG전자 제공

이곳은 2018년 1월 미 가전사 월풀이 삼성·LG전자에 시장 점유율을 뺏기자 트럼프 행정부가 한국산 수입 세탁기에 고율 관세를 부과하는 세이프가드(긴급수입제한조치)를 발동한 데 대한 대응 조치로 가동됐다.

손 법인장은 이날 공장에서 열린 특파원단 간담회에서 “트럼프 당선 시와 조 바이든 (대통령) 당선 시 대응 전략을 조금씩 다르게 준비하고 있다”면서 “만약 통상 이슈가 생겨서 또 다른 생산지를 마련해야 한다면 비단 냉장고 뿐 아니라 TV 등 다른 제품을 생산할 수도 있다”며 미리 대비하고 있다고 밝혔다.

그럼에도 LG전자의 고용은 초기 800명에서 900명으로 늘었다. 생산 라인에서 줄인 인력보다 증설하는 설비를 가동할 인력이 더 많이 필요하기 때문이다. LG 관계자는 “자동화로 업무가 사라지는 직원에 대한 교육에도 투자하고 있다”며 “LG 협력사의 추가 진출에도 대비, 인근 학교와 협력하는 등 지역 사회와 공존 방안도 검토하고 있다”고 전했다.

LG화학이 미국 테네시주에 건설 중인 자동차 배터리용 양극재 공장. 테네시(클라크스빌) 이재연 특파원

공장 인근에는 LG화학이 지난해 12월 착공한 배터리 생산용 양극재 공장에서 철근 기초 구조물이 한창 올려지고 있었다. LG화학은 2026년 6월부터 양산을 시작, 2028년 4월까지 고성능 순수 전기차 약 60만대분에 해당하는 연간 6만t의 NCM(니켈·코발트·망간) 양극재 생산 능력을 갖춘다는 계획이다.

7만 6000㎡의 부지에 약 2조원을 투자한 양극재 공장이 완공되면, LG 그룹은 LG전자 공장, 얼티엄셀즈 제2공장과 함께 테네시에 3각 생산기지를 갖추게 된다. 이를 통해 AI(인공지능), 빅데이터 등 그간 축적한 제조 노하우를 끌어올려 미 시장 경쟁력을 강화해 갈 방침이다.

테네시(스프링힐 클라크스빌) 이재연 특파원

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