테슬라의 ‘성배’ 4680 배터리, 성능 논란과 공급망 붕괴로 위기 직면

글로벌오토뉴스 2026.05.11

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● 4680 셀 에너지 밀도 244Wh/kg 기록, 기존 2170 대비 13% 낮은 수준

● 모델 Y 롱레인지 장착 시 WLTP 기준 주행거리 기존보다 52km 감소

● 충전 상태 35% 초과 시 출력 급락, 완충까지 40분 이상 소요되는 성능 저하

● 핵심 파트너 L&F와 양극재 계약 99.9% 삭감되며 생산 계획 차질

혁신이라 불리던 4680의 초라한 성적표

지난 2020년 테슬라 배터리 데이에서 일론 머스크 CEO가 공언했던 에너지 5배, 출력 6배 향상의 약속이 공개 5년 만에 심각한 성능 논란을 맞았다. 테슬라 기가 오스틴에서 생산 중인 4680 배터리 셀의 에너지 밀도는 244Wh/kg에 머물며 기존 파나소닉 2170 셀의 269Wh/kg보다 낮은 수치를 기록했다.

에너지 밀도 저하는 곧장 차량 경쟁력 하락으로 연결되었다. 실제 유럽 시장에서 LG에너지솔루션 배터리 대신 4680 셀을 탑재한 모델 Y 프리미엄 롱레인지 RWD 모델은 WLTP 기준 주행거리가 기존 661km에서 609km로 줄었다. 신기술을 기대한 소비자가 오히려 8% 가량 성능이 하향된 차량을 받게 된 셈이다.

충전 성능 저하와 제조 공정의 한계

배터리 발열 문제를 해결하겠다던 탭리스(Tabless) 설계도 실제 현장에서는 의구심을 자아내고 있다. 테스트 결과 충전 상태(SOC)가 35%를 상회하면 충전 전력이 100kW 이하로 급격히 떨어지는 현상이 반복적으로 나타났다. 10%에서 80%까지 충전하는 데 40분 이상이 소요되어 기존 2170 셀이나 저가형 LFP 배터리 모델보다도 느린 속도를 보였다.

제조 혁신의 핵심으로 꼽혔던 건식 전극(DBE) 공정 도입도 난항을 겪고 있다. 일론 머스크는 해당 공정 구현이 예상보다 훨씬 어려웠음을 인정한 바 있으며, 공정 효율 저하는 공급망 전체의 충격으로 번졌다. 한국의 양극재 파트너사인 L&F와의 공급 계약 규모가 사실상 전액 삭감에 가까운 99.9% 급감 수치를 기록한 사실이 이를 뒷받침한다.

배터리 내재화 전략의 불투명한 미래

연간 100GWh 생산 목표와 사이버트럭의 연착륙을 노렸던 4680 프로젝트는 현재 동력을 상실했다는 평가가 지배적이다. 검증된 전문 배터리 제조사들의 기술력을 배제하고 독자 노선을 고집한 결과가 주행거리 감소와 충전 성능 저하로 나타났다. 하드웨어의 물리적 한계를 소프트웨어 최적화로 극복해온 테슬라의 전략이 이번 배터리 성능 격차 앞에서는 유효하지 않을 것으로 보인다.

지난해 대규모 공급 계약을 발표하며 시장의 기대를 모았던 L&F의 수주 가치가 1% 미만으로 쪼그라든 점은 테슬라 내부적으로 4680 생산 계획을 축소하거나 정리하고 있다는 신호로 받아들여진다. 수년간 테슬라의 성배로 불렸던 4680 배터리 프로그램이 최대 위기에 봉착했다.

글 / 원선웅 (글로벌오토뉴스 기자)

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