배터리 산업뉴스_2023년 35주

2023. 9. 8. 12:24배터리 산업 주간 뉴스

원자재

■ MinRes 리튬추출의 판도를 바꾸는 기술에 투자

■ E3 Lithium 앨버타 최초의 DLE파일롯 플랜트 가동

현대동차그룹, 니켈 확보 위해 고려아연과 파트너십 체결

배터리 소재

전해액 첨가제 Trinohex Ultra EU 승인 획득

리튬메탈 배터리의 Dendrite를 줄이는 3D집전체 구조

■ NEO Battery 나노코팅 실리콘 음극재 실증평가 시작

■ 6K energy NMC811 생산 위해 Forge Nano와 협력

■ Ut Austin, 칼륨이온 배터리 개발사인 Group1에 투자

배터리 제조

■ Enpower Greentech, 전고체 배터리 2026년 양산

리튬이온배터리보다 더 저렵하고 안전한 아연-공기전지

■ Nanotech Energy, Soteria Battery, Voltaplex Energy전기자전거용 배터리 팩 상용화 계획 발표

■ Gotion High Tech, 유럽 배터리 회사 Inobat 지분 25% 인수

■ XING Mobility, Cell to Pack 침지 냉각 배터리팩 출시

자동차 OEM

현대차그룹과 LG에너지솔루션, 미국 조지아주 배터리 공장에 20억 달러 추가 투자

■ SAIC, Qingtao와 전고체 배터리 제조 합작회사 설립

재활용

■ Andrada 그룹 헝가리 Alsózsolca에 배터리 재활용 공장 건설

■ ABTC 배터리 재활용 및 리튬 개발 프로젝트 위한 5천만 달러 투자 확보

 

 

원자재

■ MinRes 리튬추출의 판도를 바꾸는 기술에 투자

호주의 광산회사인 Minres (Mineral Resources)는 리튬 추출의 판도를 바꿀 잠재력이 있는 기술을 개발하기 위해 Lithium Australia와 공동 개발 계약을 체결했습니다.

Lithium Austraila가 개발한 LieNA라고 불리는 이 기술은 리튬의 함량이 낮은 등급의 스포듀민에서도 현재 사용되고 있는 리튬 추출 기술보다 최대 50%의 수율을 향상할 수 있는 잠재력이 있음을 예비테스트에서 확인했습니다.

MinRes는 LieNA를 위한 파일롯 플랜트 및 데모 플랜트에 대한 개발 및 공정연구 운영, 재료 공급등의 자금을 위해 450만 불을 투자할 예정이며 파일롯 플랜트의 결과에 따라 MinRes와 Lithium Austraila는 LieNA기술을 상용화하기 위해 50:50의 비율로 합작 회사를 설립할 예정입니다.

 

■ E3 Lithium 앨버타 최초의 DLE파일롯 플랜트 가동

캐나다 앨버타에 본사를 둔 리튬 개발회사인 E3 Lithium은 직접 리튬추출 (DLE: Direct Lithium Extraction)의 파일롯 플랜트를 가동한다고 발표했습니다.

E3 Lithium이 개발한 리튬 흡착제는 리튬이온에 대한 높은 선택성을 갖도록 설계되어 대량의 낮은 리튬 함량의 염수에서 90% 이상의 리튬을 회수할 수 있고 불순물을 98% 이상 제거할 수 있다고 합니다. 기존의 염수에서 리튬을 생산하는 방식은 증발 연못을 통해 오랜 시간 리튬을 농축시키는 것이지만 E3 Lithium의 DLE방식은 증발 연못을 사용하지 않기 때문에 토지 사용면적을 기존대비 3%까지 줄일 수 있고 리튬 추출 시간을 몇 분으로 줄일 수 있습니다.  

E3 Lithium은 이번 파일롯 규모의 DLE운영을 바탕으로 상용화 프로젝트를 진행하게 될 것이라고 밝혔습니다.

 

 

현대동차그룹, 니켈 확보 위해 고려아연과 파트너십 체결

 전기차 배터리 생산에 필요한 니켈 50% 물량 확보를 위해  한국 최고의 비철금속 제련회사인 고려아연과 니켈 밸류체인 전반에 걸친 포괄적 협력을 추진하기 위해 MOU를 체결했습니다.

이번 파트너십은 전기차 배터리의 핵심 원자재인 니켈 공급망을 안정적으로 구축하기 위해 니켈 원료 공동 소싱, 니켈 원료 가공, 가공된 니켈 및 배터리 소재의 안정적 공급 확보, 배터리 재활용 등의 신사업 발굴 등이 포함된다. 또한 양사는 IRA 요건을 충족하는 원자재를 조달하기 위해 니켈 원료를 공동 구매하고 광산 개발 프로젝트에 투자할 계획이다.

현대차그룹은 지난 4월, 그룹은 364만 대의 EV를 생산하여 글로벌 EV 리더십을 달성하고 2030년까지 글로벌 3대 EV 제조업체로 자리매김하겠다는 계획을 발표했고 이를 위해 원자재 조달, 가공, 배터리 소재 제조 등을 전문으로 하는 다양한 글로벌 파트너들과의 협력을 적극적으로 모색하고 있습니다.

 

고려아연은 아연, 은 등 비철금속 제련 노하우를 바탕으로 2017년 전기차 배터리용 황산니켈 생산 자회사를 설립하고 니켈을 중심으로 전기차 배터리 사업 확대에 주력하고 있습니다. 이번 파트너십에는 전기차 배터리용 전구체 생산 자회사를 설립하는 것과 올해 울산 산업단지에 니켈 제련소를 건립한다는 계획도 포함돼 있습니다. 이 공장은 2026년부터 니켈 공급을 시작할 계획인데 현대 차그룹은 2031년에는 IRA 요건을 충족하는 전기차 배터리 생산에 필요한 니켈의 50%를 고려아연과 파트너십을 통해 조달할 예정입니다.

배터리 소재

전해액 첨가제 Trinohex Ultra EU 승인 획득

Trinohex Ultra (1,3,6-hexanetricarbonitrile) 의 분자구조

미국 화학회사인 Ascend Performance Materials는 자사가 개발한 리튬이온 배터리 전해액 첨가제 Trinohex Ultra (1,3,6-hexanetricarbonitrile)가 유럽의 화학물질에 대한 등록, 평가 및 승인에 대한 규졍인 REACH의 승인을 받았다고 발표했습니다.

이번 REACH의 승인에 따라 Ascend Performance Materials는 연간 최대 100톤까지 Trinohex Ultra를 유럽에 수출할 수 있게 되었습니다.

Trinohex Ultra 사용하지 않는경우 (좌)와 사용한 경우(우)의 양극표면 모습

전해액 첨가제인 Trinohex Ultra는 양극 주위에 안정적인 CEI (Cathode Electrolyte Interface)를 형성하여 HF에 의한 금속이온의 용출과 전해액 분해를 막아 가스 발생을 30% 줄이며 배터리의 안전성과 성능을 개선하고 수명을 연장시킬 수 있습니다.

Ascend는 Trinohex Ultra의 이번 유럽에서의 승인 외에도 작년에 중국에서 수입승인을 받았으며 다른 나라들에서도 수입승인 작업을 진행하고 있다고 밝혔습니다.

 

리튬메탈 배터리의 Dendrite를 줄이는 3D집전체 구조

삼성SDI(좌)와 Quantumscape (우)의 Anode-free전고체 구조

Anode-free배터리 또는 ZELMB (Zero-Excess Lithium Metal Batteries)라고 불리는 리튬 메탈 배터리는 음극에 리튬메탈 없이 집전체만 존재하므로 기존의 리튬 메탈 배터리에 비해 얇고 가벼워 에너지 밀도를 더 높게 가져갈 수 있는 장점이 있습니다.

현재 삼성 SDI나 Quantumscape 등은 자사의 전고체 전지를 Anode-Free로 개발하고 있습니다. 그러나 이것을 상용화하기 위해서는 리튬메탈이 음극 집전체에 안정적으로 증착이 이루어져야 합니다. Anode-Free배터리의 경우 기존 리튬이온 배터리에서 많이 사용하는 구리포일 보다 3차원의 다공성 구리집전체를 사용하면 안정적인 증착이 이루어진다는 것이 많이 알려져 있었지만 왜 그런지는 확인이 되지 않았습니다.

독일 최고의 배터리 연구센터 중 하나인 뮌스터 대학교의  MEET(Münster Electrochemical Energy Technology)는 최근 연구에서 이온빔 주사전자 현미경(Ion-beam Scanning Electron Microscopy)으로 Anode-free배터리를 충전 시 리튬이 다공성 구리집전체에 어떻게 증착되는지를 관찰했습니다.

확인결과 다공성 집전체가 기존의 구리포일보다 리튬이 조밀한 구조로 증착되며 표면에 훨씬 얇게 덮인다는 것을 관찰했습니다.

다공성 구리 집전체에 리튬이 증착되는 모식도(좌), 이온빔 주사전자 현미경으로 촬영한 이미지 (우)

외부에서 보이지 않는 Anode-Free음극안쪽을 관찰하기 위해 MEET는 극저온 집속 이온빔 밀링 (cryo-FIB: cryogenic focused ion beam milling)을 이용해 Anode-Free음극의 단면을 잘라내고 이온빔 주사전자 현미경으로 고해상도의 이미지를 얻었습니다.

다공성 구리 집전체의 제조방법

MEET는 이렇게 얻어진 이미지를 통해 상세한 3D전류밀도 시뮬레이션을 진행하여 리튬이 증착 시 전류가 다공성 기판에 어떻게 분포되는지를 확인하였고 이를 통해 리튬의 증착 메커니즘을 규명할 수 있었습니다. 이러한 정보는 향후 Anode-Free배터리의 성능과 수명을 더욱 향상할 수 있는 새로운 다공성 집전체를 개발할 수 있는 길을 열어주게 될 것입니다.

 

■ NEO Battery 나노코팅 실리콘 음극재 실증평가 시작

캐나다 온타리오에 위치한 실리콘 음극재 제조회사인 NEO Battery Materials는 자사의 실리콘 음극재료에 대한 평가를 위해 유럽의 프리미엄 자동차 OEM과 배터리 개발업체, 아시아와 북미의 배터리 제조사등 6개 업체와 NDA를 체결하고 자사의 나노코팅 실리콘 재료인 “NBMSIDE”의 평가를 시작했다고 밝혔습니다.

NEO의 나노 코팅 실리콘은 초기 에너지 밀도가 2200mAh/g이며 상용화를 위해서 흑연과 결합하게 되면 510mAh/g이상의 용량을 낼 수 있습니다.

NEO의 나노코팅 실리콘 음극과 경쟁사 제품의 용량 및 초기 충방전 효율 비교

 NEO의 실리콘 음극재의 가장 큰 특징은 실리콘 표면에 나노스케일로 폴리머를 균일하게 코팅한다는 것입니다. 폴리머 나노코팅층은 폴리머의 유연한 특성으로 실리콘 음극의 가장 큰 문제인 수명에 따른 실리콘의 부피 팽창을 효과적으로 제어하여 수명을 증가시켜 나노코팅이 되지 않은 기존 실리콘 음극대비 70% 이상 수명이 향상된다고 합니다.

NEO 의 폴리머로 나노코팅된 실리콘 음극

아래 그림은 일반적인 실리콘 음극재와 NEO의 나노코팅된 실리콘 음극재를 3만 번 벤딩 테스트를 진행한 결과입니다.

기존의 실리콘 음극재와 NEO의 나노코팅 실리콘 음극재의 벤딩 테스트 전후 비교

그림에서 보듯이 NEO의 나노코팅 실리콘 음극재가 물리적인 변형에 강한 것 확인할 수 있습니다.

또한 폴리머 코팅층은 아래 그림과 같이 기존 실리콘 대비 전해액 함침성을 증가시켜 초고속 충전이 가능하게 할 수 있다고 NEO는 밝혔습니다.

NEO의 실리콘 음극의 또 다른 장점은 별도의 장비나 공정을 적용할 필요가 없이 화학 첨가물을 통해서 균일하게 코팅할 수 있기 때문에 제조 공정이 효율적이고 비용이 저렴하다는 것입니다.

NEO는 이번 NBMSIDE의 평가를 통해 흑연 혼합 음극의 비율을 최적화하고 고객의 실제 요구사항을 확인할 계획입니다.

 

■ 6K energy NMC811 생산 위해 Forge Nano와 협력

플라즈마를 이용해 리튬 이온 배터리 소재를 생산하는 6K Energy는 정밀 나노 코팅기술을 가진 Forge Nano의 Atomic Armor™ 표면 기술을 채택하여 NCM811을 생산하는 계약을 체결하였습니다.

Forge Nano의 Atomic Armor기술은 원자층 증착 (ALD: Atomic Layer Deposition) 방식을 통해 배터리 재료 표면에 특정 이온을 직접 추가하여 배터리 재료의 성능을 높이는 것입니다. Atomic Armor 기술은 양극의 금속 용출을 줄이고 SEI형성을 감소시켜 배터리의 수명과 성능과 안전성을 향상시킬수 있습니다.

 

아래 그림은 ALD기술인 Atomic Armor방법을 사용하여 NCM811과 흑연에 코팅을 한 경우와 하지 않은 경우의 수명을 비교한 것입니다. 그림에서 보듯이 ALD코팅을 한경우 수명이 향상되는 것을 알 수 있습니다.

6K Energy는 기존의 배터리 양극재료를 합성하는 침전법 (Precipitation), 고상합성 (Solid-state synthesis), 졸-겔법 (sol-gel method)이 아닌 고주파 마이크로에이브 플라즈마 (high-frequency microwave plasma) 방식을 이용한 UniMelt라는 설비를 사용해 배터리 양극재료를 생산합니다.

6K Energy 의 UniMelt설비

기존의 양극재료 생산 방식은 다단계와 배치 방식으로 공정이 구성되어 공간이 많이 필요하고 각 제조 단계에서 오염물질과 수율의 손실이 발생하며 재료 생산까지 몇 시간에서 며칠이 걸리는 경우 가 대부분입니다. 그러나 UniMelt는 위 그림과 같이 마이크로웨이브 플라즈마 방식을 사용해 재료 투입부터 합성까지 하나의 설비에서 단일 공정으로 이루어지기 때문에 공간이 적게 소모되며 오염물질도 배출되지 않습니다. 무엇보다 재료 투입부터 생산까지 2초밖에 걸리지 않는 높은 생산속도를 가지고 있습니다.

UniMelt 장비 통해 재료 구형화 (좌)와 대상기판에 재료 증착(우)이 가능하다

UniMelt는 공정적인 장점과 더불어 금속분말을 정밀하게 구형화 할 수 있고 화학적 성분을 조절하며 다공성을 제어할 수 있습니다. 또한 플라즈마 기술을 통해 양극재료와 실리콘 음극재료를 금속기판에 증착할 수도 있습니다.

6K energy의 UniMelt설비는 NMC, LFP, LLZO, LMO, LTO, LNMO, SiOx 등의 거의 모든 배터리 소재를 생산할 수 있으며 연간 100~200톤을 생산할 수 있는데 현재는 NCM과 LFP를 생산하는데 집중하고 있습니다.

6K Energy는 자사의 독창적인 UniMelt설비와 Forge Nano의 atomic Armor기술을 통해 향상된 성능의 배터리 재료를 공급하고 미국 내 증가하는 배터리 재료의 수요를 대응할 계획입니다.

 

■ Ut Austin, 칼륨이온 배터리 개발사인 Group1에 투자

텍사스 대학의 연구프로젝트를 상업화하는 팀인 Discovery to Impact는 리튬이온 배터리를 대체하는 기술인 칼륨이온 배터리 기술을 개발하고 있는 Group1에 25만 달러를 투자한다고 밝혔습니다.

Group1은 2019년 리튬이온 배터리를 개발한 공로로 노벨상을 수상한 John Goodenough교수의 연구실에서 탄생한 텍사스대학내 스타트업 기업으로 2021년 설립되었습니다.   

Group1은 리튬, 코발트, 니켈, 구리 등 필수 광물을 사용하지 않는 칼륨이온 배터리 (KIB)를 상업적으로 생산하여 지속가능하며 저비용, 고효율을 달성할 수 있는 기술을 통해 에너지 산업에 혁명을 일으키는 것을 목표로 하고 있습니다.

Group1의 제품인 Kristonite은 4V의 높은 전압대를 가지는 KPW(Potassium Prussian White)을 사용하는 양극재로서 기존의 LFP나  나트륨 이온 배터리에 비해 향상된 안전성과 더 높은 에너지 밀도와 더 빠른 충전 속도를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

Group1 최고 제품 책임자이자 공동 창립자인 Leigang Xue는 중국 푸단대학에서 박사학위를 받은 후 UT Austin에서 Goodenough 연구소의 Post Doc으로 재직하는 동안 칼륨이온 배터리의 핵심인 KPW 기술을 발명했습니다.

현재까지 Group1은 KIB 기술을 시장에 출시하기 위해 750만 달러를 모금했으며 현재 선도적인 공급망 파트너 및 국내 및 세계적으로 가장 크고 평판이 좋은 몇몇 셀 제조업체와 협력의 초기 단계에 있습니다.

 

 

배터리 제조

■ Enpower Greentech, 전고체 배터리 2026년 양산

미국 캘리포니아 산호세에 본사를 둔 Enpower Greentech은 2012년 설립 이후 전고체 전지를 개발하고 있으며 이번에 2026년 양산을 목표로 하는 300Wh/kg의 황화물계 전고체 전지를 공개했습니다.

Enpower Greentech 이 이번에 개발한 300Wh/kg 전고체 전지는 황화물계 전해질을 사용하는 전고체 전지로 음극으로는 리튬 메탈을 사용하며 황화물계 전해질은 도쿄공업대가 개발한 LGPS의 라이선스를 취득하여 사용하는 것으로 알려져 있습니다. 이번에 개발한 전고체 전지는 양극과 고체 전해질 사이의 계면저항문제를 줄이면서 에너지밀도를 높였는데 에너지 밀도를 높이기 위해서 고체 전해질의 두께를 줄이고 양극 내 고체 전해질의 비율을 줄였습니다.

Enpower Greentech은 30억 엔을 투자하여 일본 요코하마시에 연간 10 MWh의 전고체 전지를 생산할 수 있는 공장을 짓고 있으며 올해 가을부터 공장을 가동할 계획이라고 밝혔습니다.

Enpower Greentech은 2025년까지 산업용 애플리케이션을 위한 전고체 전지 제조를 시작할 계획이며 2026년 후반에는 미국에서 EV 및 eVTOL에 적용할 계획을 가지고 있습니다.    

 

리튬이온배터리보다 더 저렵하고 안전한 아연-공기전지

호주에 있는 Edith Cowan University (ECU)는 지속 가능한 배터리 시스템의 발전에 대한 최근의 연구 결과에서 아연-공기 (Zinc-Air) 배터리가 리튬이온보다 더 나은 대안이라고 발표했습니다.

아연-공기 배터리 프로젝트를 이끄는 ECU의 Muhammad Rizwan Azhar박사는 비용과 한정된 자원, 안전문제등에 직면해 있는 리튬이온 배터리에 비해 충전식 아연-공기 배터리는 저렴한 비용, 환경친화성, 높은 이론적 에너지 밀도, 안전성들을 갖춰 더 매력적인 대안으로 떠오르고 있다고 밝혔습니다.

공기-아연배터리개발팀이 개발한 Co-N-C@CoNiFe-LDH전극 합성 개략도

그동안 아연-공기전지는 공기 전극의 성능이 좋지 않아 출력이 낮았고 수명이 짧은 문제가 있었지만 ECU에서는 기존 공기 전극인 ZIF-67에 새로운 재료를 조합하여 Co-N-C@CoNiFe-LDH전극을 제조하였고 이를 통해 배터리의 내부저항을 억제하고 전압을 이론전압에 가깝게 높였으며 높은 피크 전력밀도와 매우 긴 수명안전성을 실현했다고 밝혔습니다.

Co-N-C@CoNiFe-LDH 전극에서 공기의 산화 환원반응을 나타낸 개략도

Azhar 박사는 아연은 지구상에 자원이 풍부하고 공기는 어디에나 존재하기 때문에 아연-공기 전극은 실행 가능성이 높고 신뢰할 수 있는 에너지 저장 솔루션이 될 수 있다고 밝혔습니다.

 

Nanotech Energy, Soteria Battery, Voltaplex Energy 전기 자전거용 배터리 팩 상용화 계획 발표

그래픈을 이용한 Nanotech Energy의 18650사이즈 리튬이온 배터리

그래핀을 이용한 리튬이온 배터리를 생산하는 Nanotech Energy는 열폭주를 방지하는 Soteria Battery의 복합 집전체와 자사의 불연성 전해질 기술을 결합하여 안전성을 극대화한 18650 배터리를 생산할 계획입니다.

일반적인 리튬이온 배터리의 구조 (좌)와 Soteria의 기술을 사용한 배터리의 구조 (우)

Nanotech Energy는 그래핀을 전극 재료로 사용하고 있는데 그래핀은 충전 및 방전 중 배터리 전극의 부피 변화를 견딜 수 있어 배터리의 내부 단락 가능성을 줄이며 우수한 전기 전도성을 통해 배터리의 성능을 증가시킬 수 있습니다. 또한 Nanotech Energy가 개발한 전해액은 불연성이며 온도별 특성이 우수하여 -40~60의 온도 범위에서 작동이 가능합니다.

이 배터리는 미국 캘리포티아주 Chico에 있는 Nanotech energy에서 제조된 후 미국과 유럽에서 GWh의 규모로 확장될 예정입니다.

미국에서는 값싸고 품질이 낮은 전기자전거로 인해 2023년 6월까지 뉴욕시에서만 리튬 배터리 관련 화재가 198건 발생했고 13명이 목숨을 잃었습니다. 2023년 후반부터 생산을 시작하는 안전성을 극대화한 Naonotech Energy의 배터리는 전기자전거에 먼저 적용될 예정으로 이 배터리는 Voltaplex Energy를 통해 팩으로 제작되며 Voltaplex의 자매 회사인 BatteryBro를 통해 전자 상거래 플랫폼에서 구매가 가능하도록 유통될 예정입니다.

 

Gotion High Tech, 유럽 배터리 회사 Inobat 지분 25% 인수

Gotion High-Tech는 슬로바키아 배터리 회사인 InoBat의 지분 25%를 인수했습니다. InoBat은 2019년 설립된 배터리 개발회사로 슬로바키아에 본사를 두고 있습니다.

InoBat은 독점적인 C2C 순환 가치 사슬 개발 플랫폼을 통해 맞춤형 고성능 NCM 배터리를 고객에게 제공하는 것을 목표로 하고 있으며 아직 생산공장은 없고 연구개발 시설과 반자동의 설비를 갖춘 파이롯 라인이 있습니다.

Gotion High-Tech과 InoBat은 기후 변화를 막고 지구와 미래 세대를 위한 지속가능한 미래를 보장한다는 비전을 양사가 공유하고 있다고 밝혔습니다.

Gotion High-Tech은 이번 지분 투자를 통해 InoBat에 자본투자뿐 아니라 기술 지원도 할 계획입니다.

 

■ XING Mobility, Cell to Pack 침지 냉각 배터리팩 출시

Tesla와 Panasonic 베테랑들이 2015년에 설립한 XING Mobility는 농업, 건설, 광산용 특수 애플리케이션용 자동차 및 EV, ESS용 배터리 팩을 제조하는 업체입니다.

Xing Mobility의 배터리 팩은 최대 200Wh/kg의 높은 에너지 밀도와 20~80%을 15분 미만에 충전하는 빠른 충전 기능을 제공합니다.

Xing Mobility의 XM23 배터리 팩(좌), 침지 냉각방식 (우)

Xing Mobility의 핵심 기술은 “IMMORSIO”라고 명명된 침지 냉각식 배터리 시스템(Immersion-Cooled Battery System)으로 기존의 간접 액체 냉각 방식처럼 냉각판, 냉각수 채널과 냉각수 파이프 없고 냉각시스템을 배터리 하우징 내에 통합시킨 것으로 미네랄 오일을 사용하는 냉각수 내에 배터리 팩을 담그는 것입니다. 이러한 냉각기술은 셀에서 발생하는 열을 효과적으로 제거하여 배터리 성능을 최적화하고 안전사고 발생 시 개발 셀의 열폭주뿐 아니라 전체 팩으로의 화재가 확산되는 것을 막을 수 있습니다.

Xing Mobility의 침지냉각식 배터리 팩은 기존 간접 수랭식 배터리 팩에 비해 20~30% 더 낮은 온도를 유지할 수 있습니다.

아래 그림의 열특성 테스트에서 보는 바와 같이 셀 표면온도를 측정해 보면 침지 냉각방식이 간접 액체 냉각 방식에 비해 10도 더 낮고 버스바 온도는 20도 더 낮을 것을 알 수 있습니다.

이뿐 아니라 저온성능과 수명성능에 도 유리합니다.

아래 왼쪽 그림은 각 배터리 냉각 시스템의 저온에서 온도 상승속도를 측정한 것입니다. 침지 냉각식 배터리 팩이 기존 간접 액체 냉각방식에 비해 가열속도가 2배 빠른 것을 알 수 있습니다.

아래 오른쪽 그림은 2C충전 4C방전의 극한 수명 테스트를 진행한 결과입니다. 그림에서 보는 것처럼 침지 냉각식 배터리 팩이 기존의 배터리 팩에 비해 10% 더 긴 수명을 가짐을 알 수 있습니다.

배터리의 성능 외에 침지 냉각식 배터리 팩이 가지는 가장 큰 장점은 열폭주를 완화하는 것입니다. 아래 그림은 기존의 냉각 방식의 배터리 팩과 침지식 냉각 방식의 팩을 관통하는 실험을 진행한 것입니다.

기존 간접 액체 냉각방식을 사용한 배터리 팩은 관통된 셀이 열폭주를 일으키면 팩내 연쇄적으로 열폭주가 확산되게 됩니다. 반면에 침지형 냉각 방식의 배터리 팩은 개별셀의 열을 20% 낮추어주어 열폭주를 방지할 뿐 아니라 팩내 열폭주가 확산되는 것을 막아줍니다.

 

자동차 OEM

■ 현대차그룹과 LG에너지솔루션, 미국 조지아주 배터리 공장에 20억 달러 추가 투자

현대자동차그룹과 LG에너지솔루션이 미국 조지아주 브라이언 카운티에 설립한 배터리 셀 제조 합작회사에 20억 달러를 추가 투자한다고 발표했습니다.

지난 5월 현대차 그룹은 미국 현지 배터리 제조를 위해 LG에너지 솔루션과 HMGMA(Hyundai Motor Group Metaplant America’s)라는 합작회사를 세우기로 MOU를 체결했고 이번 추가 20억 달러 투자 결정으로 총 75억 9천만 달러를 투자하게 됩니다.

조지아주에 지어질 배터리 제조 시설에서는 30 GWh의 규모로 연간 30만 대의 EV에 사용될 수 있는 양으로 현대, 기아차와 제네시스의 EV모델에 공급될 예정입니다.

 

■ SAIC, Qingtao와 전고체 배터리 제조 합작회사 설립

상하이 자동차 (SAIC)는 중국 전고체 배터리 스타트업 칭타오 에너지 개발 (QingTao Energy Development)과 합작회사를 설립해 전고체 배터리를 생산할 계획입니다.

SAIC은 합작 투자의 자본금은 10억 위안이 될 것이며, 칭타오가 51% 지분에 5억 1천만 위안을 출자하고 SAIC가 49% 지분에 4억 9천만 위안을 출자할 것이라고 밝혔습니다.

SAIC는 2020년, 2022년, 2023년에 칭타오에 자금을 투자했고 2022년 7월 에는 전고체 배터리 개발을 위해 칭타오와 공동 연구소를 설립하였으며 주행거리 1,000km, 4C 급속충전, 장수명, 고안전성의 전고체 배터리 개발에 집중해 왔습니다.

지난 5월에는 주행거리 1083km 주행이 가능한 에너지밀도 368Wh/kg의 1세대 전고체 배터리의 테스트를 완료했다고 발표했으며 2025년까지 100,000대 이상의 SAIC 생산 차량에 전고체 배터리를 장착하는 것을 목표로 자본 증액 및 전략적 협력 기본 계약을 체결한 상태입니다.

 

재활용

Andrada 그룹 헝가리 Alsózsolca에 배터리 재활용 공장 건설

슬로베니아에 본사를 둔 Andrada 그룹은 헝가리에 북동부에 위치한 Alsózsolca 2,620만 유로를 투자해 배터리 재활용 공장을 건설하고 있다고 발표했습니다.

이 재활용 공장은 최첨단 기술을 사용하여 제어되는 폐쇄 루프의 배터리 재활용 시설로 기존의 헝가리의 기준보다 4배나 강화된 엄격한 기준을 적용하여 환경오염이 없도록 운영될 것이라고 밝혔습니다.

 

■ ABTC 배터리 재활용 및 리튬 개발 프로젝트 위한 5천만 달러 투자 확보

ABTC (American Battery Technology Company)는 “리튬광산 개발”과 “수산화 리튬 정제”, 그리고 “배터리 재활용”의 3가지 프로젝트 진행을 위해 5천만 달러의 자금을 확보했습니다.

ABTC는 첫 번째 프로젝트로 리튬 이온 배터리 재활용 사업을 3단계로 진행할 계획입니다. 폐배터리로부터 블랙 매스를 추출하는 첫 번째 단계는 현재 시설이 건설되어 시운전 중이며 이후 블랙매스로부터 배터리 등급의 소재를 추출하는 두 번째 단계를 추가할 계획입니다. 세 번째 단계에서는 재료 회수율을 더욱 높이고 운영비용을 절감하게 될 것입니다.

두 번째 프로젝트는 네바다주에 있는 10340 에이커 규모의 리튬광산을 개발하고 상업화하는 것입니다. 이 매장지는 미국에서 알려진 가장 큰 리튬 매장지중 하나로 확인되었으며 1580만 톤의 탄산리튬이 매장되어 있는 것으로 추정됩니다.

세 번째 프로젝트는 수산화 리튬을 정제하는 것입니다. ABTC는 채굴된 리튬 함유 광석을 배터리 등급의 수산화 리튬 제품으로 정제하기 위한 자체 기술을 개발하였고 파일롯 플랜트를 건설하였습니다. 이 시설은 하루 5톤의 수산화 리튬을 정제할 수 있습니다.

 

 

출처: https://batteriesnews.com/