요약: 미국의 스타트업인 Amprius는 실리콘 100%를 사용하여 세계최고 에너지밀도(500Wh/kg)와 초고속 충전(6분 만에 80% 충전)이 가능한 배터리를 개발했습니다. Amprius의 차별화된 기술은 음극에 있습니다. 기존의 습식코팅 방식이 아닌 화학적 기상 증착방법인 CVD (Chemical Vapor Deposition) 방법으로 제조된 실리콘 나노와이어 구조의 음극을 사용합니다. 3가지 다른 구조의 실리콘으로 구성된 이음극의 독특한 특성은 일반적인 실리콘 음극의 최대 문제인 팽창에 의한 수명열화 문제를 해결하고 고출력과 고속충전을 가능하게 합니다. 1. Amprius의 설립 배경 Amprius Technologies는 스탠퍼드 대학교 교수인 Yi Cui (崔屹)와 투자자인 Mark Plat..

요약: 폭스바겐의 전지 개발전략에서 주목해야하는 점은 전지규격을 통일하여 동일한 규격의 전지로 2030년까지 80%의 차량에 적용한다는 것이다. 전지 규격의 통일은 플랫폼 개발과 같이 진행되어야한다. 폭스바겐은 기존 MEB, PPE 두개의 전기차 플랫폼을 2026년부터 통합 플랫폼인 SSP로 통일하여 규격화된 전지의 비율을 늘려갈 계획이다. 또 하나 주목할 점은 전지의 규격은 통일시키지만 차량의 가격과 용도에 따라 엔트리 모델, 볼륨 모델, 프리미엄 모델로 차량 포트폴리오를 구별하고 각 포트폴리오에 맞춰 LFP, 하이망간, NCM등으로 전지 소재를 다르게 가져간다는 점이다. 1. 폭스바겐의 전지 수급 전략 폭스바겐은 2019년 그룹의 전동화 목표를 구체적으로 발표할 당시 전 세계 셀 생산 능력이 수요를 ..

요약: 기존의 내연기관의 강자였던 글로벌 주요 자동차 회사들은 전동화로 빠르게 이동하고 있다. 이들의 전동화 전략을 알아보고 전동화 전략의 핵심인 전지에 대한 수급과 생산전략 그리고 차세대 전지라고 불리는 전고체 전지에 대한 개발 전략을 알아본다. 전기차의 확산속도 가속화: 2026년부터 내연기관 역전 각국의 탄소 중립과 에너지 전환 정책으로 재생에너지와 전기차로 투자를 전환하는 속도가 가속화되고 있다. 특히 전기차는 2015년 디젤 게이트 이후 글로벌 전반에 확산되고 있고 중국과 유럽중심으로 진행되던 전동화 전환 투자는 미국과 일본 등으로 확산되고 있다. 이러한 전동화 확산속도의 증가로 주요 수요 전망기관들의 친환경차 침투율 전망은 매년 변화하고 있다. BNEF (Bloomberg New Energy ..

요약: 배터리의 재료와 인터페이스는 배터리의 성능과 안전성을 높이는 주요한 방법이기 때문에 지금까지 배터리 연구와 개발은 이 분야에 집중되어 왔었다. 센싱과 자가복원 기술은 근본적인 배터리의 성능과 안전성을 높이지는 못하지만 배터리의 열화를 막아 성능과 안전성을 유지하도록 해줄 수 있다. 향후 배터리 기술 개발의 영역은 재료와 인터페이스 외에도 센싱과 자가 복원 기술로 확대되고 중요해질 것이다. 스마트 기능의 통합: 자가복원기술 (Self-healing) 배터리의 QRLS (Quality, Reliability, Lifetime, Safety)를 향상시키기 위해서는 크게 두 가지의 방법이 필요하다. 첫번째는 배터리의 열화를 최소화하는 것이다. 배터리의 열화에 가장 큰 영향을 미치는 것은 재료와 재료사이의..

요약: 초고성능의 배터리를 개발한다 하더라도 실제 사용하다 보면 통제할 수 없는 외부요인과 배터리 내부 재료들의 열화에 의해 수명과 신뢰성, 안전성이 떨어질 수밖에 없다. 이때 배터리의 고장부위를 수리하여 복원한다면 이론적으로는 반영구적으로 배터리를 사용할 수 있을 것이다. 배터리의 고장부위를 수리하려면 먼저 문제가 된 부위를 발견하고 문제의 원인을 파악해야 한다. 이를 위해 배터리 내부의 상태를 감지할 수 있는 센서 기술의 개발이 필요하다. 현재까지의 센서 기술은 배터리 표면의 온도나 압력 변형률 등을 모니터링하는 수준이고 아직 셀 내부를 모니터링할 수는 없다. 배터리 2030+의 두 번째 연구 테마에서는 배터리 내부의 상황을 모니터링할 수 있는 무선 센서를 개발하여 여기서 얻어진 정보를 통해 배터리가..

요약: 계면은 배터리의 성능과 수명을 유지하는데 매우 중요한 영역이지만 그 특성과 형성의 비밀이 충분히 밝혀지지 않은 미지의 영역이라 제어하기가 쉽지 않다. 그러다 보니 현재 배터리 설계와 생산은 주로 재료와 그를 다루는 공정에 주로 치우쳐져 있다. 유럽은 Battery 2030+을 통해 초고성능 배터리를 개발한다는 목표하에 재료개발과 더불어 계면연구의 중요성을 부각시키고 있다. 그들이 계획한대로 AI기술을 사용해 재료와 계면의 특성을 파악하고 정확히 예측하는 시스템을 완성하게 된다면 배터리의 설계를 위해 투자하는 시간과 비용을 대폭 줄일 수 있을 것이다. 이렇게 완성된 시스템은 배터리의 설계와 생산에만 사용되는 게 아니라 사용중인 배터리가 수명열화나 안전성의 위험이 발생하지 않도록 하는데도 유용하게 사..