배터리 산업뉴스_2023년 34주

배터리 소재

■ 중국 론바이 (容百科技),  한국 충주에 2개의 양극재 공장 건설

■ Graphex, 미국 디트로이트에 흑연 정제 시설 건설

 

배터리 제조

■ BYD-KG모빌리티, 한국에 전기차 배터리 공장 건설 논의  

■ Morrow, 디지털 트윈 기술 가진 Gamma와 파트너십 체결

■ American Battery Factory LFP배터리 기가팩토리 건설

■ ONE (Our Next Energy), 전기 자동차용 LFP배터리 팩 Aries II 출시

■ 배터리 안전 및 성능 예측 분석 소프트웨어 업체 ACCURE 720만 유로 투자 확보

■ Freudenberg: 3D방열 장벽으로 전기 자동차 안전성 향상

■ ZABAT-충전 가능한 아연공기 배터리 개발 시작

■ LION 그룹 2세대 배터리 팩 생산 위해 SVOLT와 제휴

 

자동차 OEM

■ BMW그룹, 라이프치히에 고전압 배터리 물류센터 건립

■ 세계 최초 탄소배출 제로 경량 Ferry 건조

 

재활용

■ Mercedes-Benz배터리 재활용 시설에 Primobius 설비 공급

■ JLR 중고 전기차 배터리를 ESS 시스템에 활용

■ Northvolt와 EMR, 함부르크에 전기 자동차 배터리 재활용 공장 가동

■ American Battery Technology 배터리 재활용 시설 구매

 

배터리 소재

■ 중국 론바이 (容百科技),  한국 충주에 2개의 양극재 공장 건설

한국 내에서 연간 2만 톤의 하이니켈 NCM과 6000톤의 전구체 소재를 생산하고 있는 중국의 양극재 제조회사인 론바이(容百科技)는 3억 6110만 달러를 투자하여 한국 충주에 배터리 양극재 공장 두 곳을 건설할 계획이라고 발표했습니다. 론바이는 이번 공장 건설을 통해 고품질의 배터리 소재를 안정적으로 공급하여 한국의 배터리 대기업들과 장기적인 협력 관계를 구축하고 론바이의 해외 사업 확장의 기반을 마련할 계획입니다.

첫 번째 공장은 론바이의 한국 자회사인 재세 에너지(JAESE Energy)가 건설하며, 약 2억 7320만 달러를 투자하여 연간 4만 톤의 하이니켈 NCM을 생산할 예정입니다.

두 번째 공장은 한국에 본사를 둔 중국 업체가 건설하며, 8790만 달러를 투자하여 연간 2만 톤의 LFMP를 생산할 계획입니다. 이 공장은 중국 기업이 해외에 건설한 첫 번째 대규모 LFP생산 공장이 될 것입니다.

론바이 외에도 중국의 배터리 재료회사들이 한국에 공장을 건설하여 글로벌 시장으로 진출하려는 계획을 가지고 있습니다.

중국 최대 전구체 업체인 거린메이(GEM)는 SK이노베이션과 에코프로와 함께 한국 새만금에 전구체 공장을 지을 계획입니다.

거린메이(GEM)는 1조 2100억 원을 투자하여 연간 5만 톤의 전구체를 생산할 예정이며, 올해 안에 착공할 계획입니다.

절강화유코발트 역시 LG화학과 함께 새만금 국가산업단지에 1조 2000억 원을 투자하여 연간 5만 톤의 전구체를 만들 수 있는 공장을 건설할 예정이며 2026년부터 양산을 시작할 계획입니다. 또한 포스코퓨처엠(Poscofuturem)과 함께 포항에 1조 2천억 원을 투자하여 2027년 완공을 목표로 전구체와 고순도 니켈 원료 생산공장을 건설할 예정입니다.

중국 중웨이(CNGR)는 포스코퓨처엠(Poscofuturem)과 함께 연간 5만 톤 규모의 황산니켈과 11만 톤의 전구체를 생산할 계획입니다.

 

■ Graphex, 미국 디트로이트에 흑연 정제 시설 건설

미국은 전기차로의 빠른 전환을 위해 먼저 전기차 공장을 짓고 그다음 배터리  기가 팩토리를 짓고 있습니다. 이제는 그다음 단계로 배터리의 소재에 관심을 두고 있습니다.

북미에서 가동하게 될 배터리 공장들의 연간 흑연 수요가 100만 톤에 달할 것으로 예상되지만 지금까지 북미지역에는 배터리용 흑연을 정제하여 생산하는 시설이 전혀 없었습니다.

미국에 본사를 둔 Graphex Group은 미국 내 배터리 공장에 공급할 흑연을  정제하는 시설을 미국 자동차 산업의 중심지인 디트로이트에 건설하기 시작했습니다. 이공장은 연간 15000톤의 흑연을 정제할 수 있으며 2024년 말에 양산을 시작할 것으로 예상하고 있습니다.

Graphex는 정제를 위한 흑연 원자재를 확보해야 하는데 현재는 중국에서 대부분 생산되고 있습니다. Graphex는 각종 규제와 IRA위반을 피하기 위해 중국외부에서 원자재를 조달할 계획입니다. 이를 위해 Graphex는 지난 1월에 캐나다의 흑연 광산회사인 Northern Graphite와 대규모 흑연 처리 시설을 설치하기 위한 LOI를 체결하였습니다. 캐나다 퀘벡의 Baie-Comeau 지역에 건설될 이 흑연 처리시설은 연간 20000톤 규모의 흑연 원자재를 생산할 것으로 예상됩니다. Graphex는 이외에도 광산회사인  Reforme Group Pty, Gratomic등과 흑연 원자재 공급을 위한 LOI를 맺었습니다.

Graphex는 북미 지역 외에도 모잠비크 발라마(Balama)에 있는 Syrah Resources와 지난 8월 원자재 공급 계약을 체결하였습니다. Syrah의 Balama흑연 생산 시설은 연간 35만 톤의 생산능력을 갖추고 있어 중국 이외의 최대 흑연 생산시설로 알려져 있습니다.    

 

 배터리 제조

■ BYD-KG모빌리티, 한국에 전기차 배터리 공장 건설 논의

한국의 SUV전문 제조업체인 KG모빌리티는 BYD와 셀 합작 공장 건설을 논의 중입니다.

두 회사는 아직 위치나 용량 등 세부 사항을 결정하지 못했다고 밝혔지만 업계 소식통에 따르면 이 공장은 서울에서 남서쪽으로 약 80km 떨어진 평택에 있는 KG모빌리티 공장 근처에 세워질 가능성이 높다고 합니다.

KG모빌리티는 오는 9월 출시 예정인 중형 전기 SUV '토레스 EVX' 국내 최초로 LFP배터리를 탑재할 계획이라고 밝혔습니다. 여기 사용되는 LFP배터리는 BYD가 공급하는 것으로 알려져 있습니다.

KG모빌리티 외에도 현대 자동차 역시 2021년부터 BYD와 개발을 진행해 온 것으로 알려져 있습니다.

프랑스 자동차 제조사 르노는 한국 최대의 항구도시인 부산에 전기차 생상공장 건설을 계획하고 협력할 배터리 제조사를 물색하고 있습니다. 르노는 LG, 삼성, SK등 한국 배터리 제조사와 협의를 했지만 배터리 조달에 어려움을 겪었고 현재는 CATL, BYD, Pansonic, AESC, Northvolt 등 협의 중인 것으로 알려져 있습니다

 

■ Morrow, 디지털 트윈 기술 가진 Gamma와 파트너십 체결

Morrow Batteries는 물리 기반 디지털 트윈 시뮬레이션 소프트웨어 개발사인 Gamma Technologies(GT)의 소프트웨어를 사용하여 배터리를 개발하기 위해 파트너십을 체결하였습니다.  

GT는 물리 기반 라이브러리를 통해 시스템 통합, 분석 및 최적화를 가능하게 하는 시뮬레이션 소프트웨어인 GT-SUITE와 셀 및 팩의 설계를 최적화하게 해주는 전기화학 시뮬레이션 소프트웨어 GT-AutoLion을 제공하여 Morro의 R&D프로세스를 디지털화할 계획입니다.  

GT의 디지털 트윈 시뮬레이션 프로그램들은 최적의 배터리 재료와 조성을 선정할 수 있고 실제 배터리를 만들어 테스트할 필요가 없으므로 개발 비용과 시간을 절감할 수 있습니다. 또한 물리적인 방법으로 테스트가 어렵거나 불가능한 특성을 시뮬레이션하여 배터리 개발에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

디지털 트윈 기술은 물리적 객체의 가상 모델입니다. 객체의 수명 주기에 걸쳐 지속되며 객체의 센서에서 전송된 실시간 데이터를 사용하여 동작을 시뮬레이션하고 작업을 모니터링하는 기술입니다. 디지털 트윈은 공장 장비의 단일 부품부터 전체 설비에 이르기까지 실제 환경의 많은 분야에 적용할 수 있습니다.

Morrow 외에도 최근 배터리 회사들은 디지털 트윈기술을 사용한 시뮬레이션 프로그램을 배터리 개발에 적극 반영하여 배터리 개발에 소요되는 비용과 시간을 줄이고 있습니다.

 

■ American Battery Factory LFP배터리 기가팩토리 건설

미국 최초의 LFP 배터리 기가팩토리 네트워크 개발을 주도하고 있는 American Battery Factory (ABF)는 미국 애리조나주 투산(Tucson)에 기가팩토리를 건설하고 있습니다.

ABF는 18개월 이내에 이 공장을 가동하여 LFP배터리를 생산할 계획입니다.

ABF는 ESS 제조 회사인 Lion Energy로부터로 부터 투자를 받고 있으며 2022년 5월에는 105Ah~300Ah용량의 LFP 각형 배터리를 18 GWh공급하기로 계약을 체결하였습니다

 

■ ONE (Our Next Energy), 전기 자동차용 LFP배터리 팩 Aries II 출시

미국 미시간에 본사를 둔 배터리 제조사 ONE (Our Next Energy)은 LFP배터리를 주로 생산하는 회사입니다. ONE은 NCM과 6% 정도의 에너지 밀도차이가 나는 LFP배터리 팩인 Ariese II를 출시했습니다.

미국에서 판매되는 대부분의 전기차는 NCM배터리를 사용하고 있어서 미국 소비자들은 NCM배터리가 전기차의 유일한 배터리라고 생각하고 있습니다. ONE은 2020년 7월 회사를 설립한 이후 LFP배터리로 NCM배터리와의 격차를 줄이기 위해 노력해 왔습니다. 이러한 노력의 결과 ONE이 개발한 배터리 팩은 일반적인 LFP배터리 팩에 비해 에너지 밀도가 20~30% 증가했습니다.

ONE은 LFP의 고유한 안전성 덕분에 NCM배터리로는 허용할 수 없는 공간까지 사용하여 팩의 공간 활용도를 높였고 전체 팩 디자인을 경량화하는데도 진전을 이루어 에너지 밀도를 높일 수 있었다고 밝혔습니다.

 

■ 배터리 안전 및 성능 예측 분석 소프트웨어 업체 ACCURE 720만 유로 투자 확보

미국의 ACCURE Battery Intelligence는 EV, ESS 및 기타 애플리케이션의 배터리 안전성, 성능 및 수명 연장을 예측 분석하는 소프트웨어를 제공하는 회사로 이번에 720만 유로의 투자를 확보했다고 발표했습니다.

ACCURE의 예측 분석 플랫폼은 AI, 현장 데이터 및 모델링을 사용하여 불규칙한 배터리 셀 동작을 감지하고 배터리 상태에 대한 정확한 정보를 제공합니다.

이 플랫폼을 통해 차량운영자와 ESS 제공업체는 배터리의 안전성, 성능, 수명 등의 중요한 문제를 더 많이 통제할 수 있게 되어 배터리가 안전하게 사용될 수 있도록 보장하고 자산가치를 극대화화 할 수 있습니다. ACCURE의 예측 분석 소프트웨어는 이미 50건 이상의 배터리 사고를 예방하였고 3 GWh이상 규모의 ESS를 지원할 수 있어 큰 규모의 ESS 시스템의 성능과 성능과 출력을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

■ Freudenberg: 3D방열 장벽으로 전기 자동차 안전성 향상

Freudenberg의 3D방열장벽과 재료인 Quantix Ultra

독일에 본사를 둔 Freudenberg Sealing Technologies는 전기자동차의 열폭주시 전파속도를 지연시켜 열폭주 속도를 늦출 수 있는 3D 방열 장벽 (Thermal barrier)를 개발했습니다.

기존에도 플랫매트(Flat mat), 방열 담요 (Thermal blanket)등의 2차원 제품은 있었지만 이번에 개발한 3D 방열 장벽은 기존제품들보다 향상된 기능을 제공합니다.

3D방열 장벽은 3D형상으로 제작 가능하여 배터리 내의 다양한 위치에서 사용할 수 있고 복잡한 형상으로도 제작 가능하며 무게가 가볍습니다.

3D방열 장벽에 사용되는 재료는 Freudenberg가 자체 개발한 “Quantix Ultra”라는 재료는 내열성과 전기 저항성 단열성을 가진 복합 폴리머입니다. 일반적으로 열가소성 플라스틱은 온도가 높아지면 강성이 감소하며 유리 전이온도(Tg: glass-tansition temperature)를 넘어서면 부드러워지고 강성이 떨어집니다. 반면에 “Quantix Ultra”는 온도가 올라가 강성이 감소하면 유리 전이 온도가 높아집니다. 온도가 상승하면 녹지 않고 부드러워지며 탄성체(Elastomer)처럼 탄성을 가집니다.

이 폴리머를 1mm 미만의 두께로 샘플을 제작하여 1200℃의 화염 속에서 테스트했을 때 10분간 견딜 수 있습니다.

이 제품은 필수 표준 테스트를 초과하는 광범위한 테스트를 거쳤으며 플라스틱 재료의 가연성 테스트 표준인 UL 94V-0을 통과했습니다.

 

■ ZABAT-충전 가능한 아연공기 배터리 개발 시작

아연 공기(Zinc-Air) 전지는 1300Wh/kg의 높은 이론 에너지밀도와 높은 안전성을 가지고 있고, 지구상에 풍부한 금속인 아연을 사용하므로 저가로 제조가 가능하다는 장점이 있습니다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 기존에는 보청기 전원용으로만 사용되어 왔는데 그 이유는 재충전이 불가능하여 1회용으로 밖에 사용할 수 없기 때문이었습니다. 유럽연합이 자금을 지원하는 ZABAT은 충전식 아연 공기 배터리를 개발하는 프로젝트입니다. ZABAT은 충전식 아연 공기 개발을 통해 유럽의 기후 및 에너지 목표를 달성하고 유럽의 에너지 공급의 안정성을 보장하는 것을 목표로 합니다. 이 프로젝트는 유럽연합이 자금을 지원하며 스페인, 노르웨이, 독일, 폴란드등의 기업과 연구기관이 공동으로 참여하고 있습니다.

ZABAT는 최소 300Wh/Kg 및 2,000사이클 이상의 수명을 갖춘 배터리를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다.

 

■ LION 그룹 2세대 배터리 팩 생산 위해 SVOLT와 제휴

ESS나 E-모빌리티 제품등에 배터리 팩을 제조하여 공급하는 LION E-mobility는 자사의 2세대 배터리 팩 생산을 위해 SVOLT와 파트너십을 체결한다고 발표했습니다.

LION은 기존보다 에너지 밀도를 20% 증가시킨 2세대 배터리 팩을 생산하기 위해 SVOLT와 NCM과 NMX배터리를 공급받기로 했고 LFP배터리 역시 공급받을 예정입니다.

새로운 배터리 팩은 2024년 하반기부터 생산이 시작될 것인데 처음에는 중국 SVOLT공장에서 생산된 배터리를 수입할 예정이지만 2025년에는 유럽에 있는 SVOLT공장에서 생산된 배터리를 조달받을 예정입니다.

 

자동차 OEM

■ BMW그룹, 라이프치히에 고전압 배터리 물류센터 건립

BMW는 2024년 완공을 목표로 5세대 배터리의 물류센터 기존 라이프치히 공장 부지에 건설할 예정입니다.

총투자액이 1억 유로에 달하는 이 건설 계획은 1단계에서는 38000m²의 면적에 지어질 예정이며 두 번째 건설단계도 계획하고 있습니다.

기존의 BMW라이프치히 공장에서는 배터리의 코팅, 모듈조립, 배터리 팩조립의 3가지 공정을 운영하기 위해 건설되었으며 현재는 배터리 코팅과 모듈 조립공정을 가동 중입니다. 배터리 팩 조립은 현재 건설 중이며 내년 초 가동될 것으로 예상됩니다. BMW는 전기자동차의 전동부품을 생산하기 위해 라이프치히에 10억 유로 이상을 투자하고 있습니다.

 

■ 세계 최초 탄소배출 제로 경량 Ferry 건조

선박 및 에너지 시스템을 위한 혁신적 제품을 생산하는 바르질라 (Wärtsilä)는 지금까지 배터리로 운항되는 선박 중 가장 큰 선박에 자사의 동력 시스템을 공급할 예정입니다.

이 선박은 호주의 Incat Tasmania가 건조 중인 새로운 페리(Ferry) 선박으로 전체 길이가 130m로 동종 선박 중 가장 큰 선박이 될 것이며 세계최초의 탄소 배출 제로 선박이 될 것입니다.

2025년도에 고객에게 인도될 이 선박은 승객 2100명과 차량 225대를 실을 수 있고 아르헨티나와 우루과이를 운항할 예정입니다. 이 선박은 Wärtsilä 가 설계한 40 MWh의 배터리 모듈을 장착하고 8개의 전기 모터로 구동되는 워터젯을 주 추진기로 사용하여 완전히 배터리로 구동됩니다. 이는 현재 운항 중인 전기/하이브리드 선박보다 4배 더 큰 것입니다.

 

재활용

■ Mercedes-Benz배터리 재활용 시설에 Primobius 설비 공급

독일 쿠펜하임에 위치하게될 메르세데스 벤츠의 배터리 재활용 공장 조감도

지난 3월에 메르세데스 벤츠는 독일 쿠펜하임에 배터리 재활용 공장을 설립한다고 밝히면서 재활용 분야에 진출함을 공식적으로 발표했습니다.  이 재활용 공장은 전처리공정인 Spoke와 후처리 공정인 Hub를 모두 갖춘 공장으로 혁신적인 기계적 습식 제련 공정을 통해 연간 2500톤 이상의 배터리 모듈을 재활용하는 것을 목표로 삼고 있으며 재활용된 재료는 향후 5만 개 이상의 배터리 모듈을 생산하는 데 사용되게 될 것입니다.

이 재활용 공장은 배터리 재활용 업체인 Primobius가 장비공급 설치 및 엔지니어링을 담당하고 있습니다 Primobius는 배터리 재료 생산업체인 호주의 Neometals과 독일의 기계 엔지니어링 회사인 SMS 그룹이 50:50을 투자하여 설립한 회사로 건물이 완공되는 2023년 4분기에 10 tbd (ton per day) 규모의 spoke (전처리 단계) 설비가 설치될 예정입니다. Primobius는 이공장의 후처리 단계인 Hub에도 자사의 설비를 설치할 것으로 기대하고 있습니다.

 

■ JLR 중고 전기차 배터리를 ESS 시스템에 활용

Wykes Engineering의ESS의 내부, I Pace의 배터리 팩을 바로 장착할수 있다.

Jaguar Land Rover (JLR)은 재생 에너지 부문의 선두주자인 Wykes Engineering과 제휴하여 Jaguar I-PACE에 사용된 배터리를 Wykes Engineering의 ESS에 공급하기로 제휴하였습니다.

I-PACE에서 빼낸 30개의 배터리 팩은 한 개의 Wykes Engineering의 ESS에는 사용되는데 이 ESS는 최대 2.5 MWh의 에너지를 저장할 수 있습니다. 이는 250 가구에 하루동안 전력을 공급할 수 있는 양입니다. 이번에 공급되는 배터리는 JLR이 프로토타입 및 엔지니어링 테스트를 진행한 차량에서 가져온 것이며, JLR은 2023년 말까지 Wykes Engineering에 총 7.5 MWh의 배터리를 공급하는 것을 목표로 하고 있습니다.

Wykes Engineering ESS는 ESS에 장착하기 위해 배터리 모듈을 제거하거나 추가 설치를 할 필요 없이 배터리팩을 Jaguar I-PACE에서 간단히 제거한 후 ESS컨테이너의 랙에 바로 장착할 수 있도록 설계되어 있습니다.

 

 ■ Northvolt와 EMR, 함부르크에 전기 자동차 배터리 재활용 공장 가동

배터리 제조업체인 Northvolt와 금속 재활용업체인 EMR은 함부르크-빌브룩에 배터리 재활용 공장을 설립했습니다.

함부르크 빌브룩의 Halskestrasse에 있는 12,000평방미터 규모의 재활용 시설에서는 EMR에 의해 운영되는 이 공장에서는 매년 약 10,000톤의 배터리 팩을 하역하고 분해할 수 있습니다. 이 공장에서 방전되고 분해된 팩은 재활용을 위해 구리와 알루미늄을 제거하고 배터리 모듈은 노스볼트의 재활용 시설인 Revolt Ett로 보내져 파쇄되고 분리된 후 니켈, 코발트 망간 리튬등이 섞인 블랙매스로 처리됩니다. 블랙매스는 이곳에서 습식 야금방법으로 재활용되는데 연간 12만 5천 톤의 블랙매스를 처리할 수 있습니다. 여기서 재활용된 양극재료들은 스웨덴 Skelleftea에 위치한 노스볼트의 기가팩토리에서 생산하는 원자재 수요의 절반을 충족시킬 수 있습니다.

 

■ American Battery Technology 배터리 재활용 시설 구매

리튬광물 생산 및 배터리 재활용 기술을 상업화하고 있는 미국의 American Battery Technology company (ABTC)는 미국 네바다주 Tahoe-Reno 산업 센터에 있는 납축전지 배터리 재활용 공장을 구매하였다고 발표했습니다.

이 공장은 137000m² 면적을 가지고 있으며 기존에 납축전지를 재활용하는 공장이었기 때문에 전기 및 각종 시설이 이미 설치되어 있습니다.

ABTC는 기존의 배터리 재활용 방법과 달리 환경에 미치는 영향이 적고 비용 절감효과가 높으며 고품질의 배터리 재료들을 회수할 수 있는 재활용 기술을 자체 개발하였고 이 공장에 이 기술들을 적용할 계획입니다.

ABTC는 이 공장을 단계적으로 가동할 계획을 가지고 있습니다. 1단계로는 블랙매스등 중간 물질을 추출할 계획이고 2단계로는 블랙매스를 배터리 등급의 니켈 코발트 망간과 수산화 리튬으로 정제할 계획입니다.

 

 

출처: https://batteriesnews.com/