배터리 산업뉴스_2023년 43주

원자재

■ 가나, 첫 번째 리튬 광산 승인

■ Li-Metal, TIME이 선정한 2023년 최고의 발명품에 선정

■ Central America Nickel, 니켈 및 코발트 추출 위한 초음파 기술 발표

■ Li-Metal, 유해 염소 가스를 발생시키지 않는 C2M (Carbonate-to-Metal) 기술

■ Central America Nickel, 니켈 및 코발트 추출 위한 초음파 기술 발표

■ Xerion, 지열 염수에서 리튬을 추출

 

배터리 소재

■ Solvay, 배터리 인클로저용 난연성재료 SolvaLite 출시

■ EAM, 미국 노스캐롤라이나에 흑연 제조 시설 투자 발표

■ LG화학, 1,500°C에서 20분간 열폭주 지연시키는 소재 개발

■ Orion SA, 도전재 PRINTEX kappa 10 출시

 

배터리 제조

■ Alsym Energy, 리튬사용하지 않는 저가의 불연성 배터리 발표

■ Factorial Energy, 새로운 전고체 배터리 제조 시설 오픈

■ 삼성 SDI, 현대자동차와 전기차 배터리 공급 계약 체결

■ Zeta Energy, 300Wh/kg 리튬-황 배터리 발표

■ CATL, Fraunhofer IKTS와 장수명 배터리 연구를 위한 협력 확대

■ 24M Technologies, Electrode-to-Pack 기술인 24M ETOP 공개

■ LGES, 애리조나주에서 4680 테슬라 배터리' 생산

■ 한국 배터리 회사들의 미국 투자 제동 걸릴 가능성 있음

■ Vitesco Technologies, 배터리 임피던스 측정을 통한 조기 경보시스템 개발

■ ABF, 애리조나 주 투산에 미국 최대 규모의 인산철 배터리 셀 기가팩토리 착공

 

자동차 OEM

■ BMW, 셀제조 역량센터(CMCC) 4695,46120 원통형 셀 생산 시작

■ bp, Tesla 초고속 충전기 1억 달러 주문으로 EV 충전 네트워크 강화

 

원자재

■ 가나, 첫 번째 리튬 광산 승인

서아프리카에 위치한 가나 정부는 호주에 본사를 둔 Atlantic Lithium Limited의 자회사인 Barari DV Ghana Limited가 운영하는 첫 번째 리튬 광산을 승인했다고 발표했습니다.

이 계약으로 Barari DV는 중부 지역 Mfantsiman 자치단체의 Ewoyaa에서 리튬 추출을 위한 최초의 채굴 임대 계약을 체결했습니다.

임대 기간은 15년이며 가나정부는 로열티 10%, 무이자 13%를 포함하는 최적의 혜택을 누릴 수 있는 계약을 체결했습니다.

이번 임대 계약은 약 42.63평방 킬로미터의 면적을 차지하며 가나의 광업법에 따라 해당 지역에서 리튬 및 관련 광물을 작업하고 생산할 수 있는 독점권을 회사에 부여합니다.

 

■ Li-Metal, 유해 염소 가스를 발생시키지 않는 C2M (Carbonate-to-Metal) 기술

차세대 배터리에 필수적인 리튬 메탈 음극 및 리튬 메탈을 생산하는 기술을 개발하는 Li-Metal은 자사의 C2M (Carbonate-to-Metal) 기술이 Time지가 선정한 2023년 200가지 최고의 발명품 중 하나로 선정되었다고 발표했습니다.

전통적으로 리튬 메탈은 염화리튬 (LiCl)을 공급원료로 사용하여 생산되는데 이는 생산된 리튬 금속 1톤당 약 5톤의 유해 염소 가스 부산물을 생성합니다.

염화리튬은 일반적으로 탄산리튬을 처리하여 만들어지는데 Li-Metal의 특허받은 C2M, 모듈형 리튬 메탈 기술은 탄산리튬에서 직접 리튬메탈을 생산함으로써 환경에 유해한 염소가스의 발생을 제거할 수 있습니다.

2023년 5월, Li-Metal은 미국 온타리오주 Markham에 있는 파일럿 공장에서 탄산리튬으로부터 직접 리튬 메탈을 성공적으로 생산하는 세계 최초의 회사가 되었습니다.

초박형, 고성능 음극재는 북미 차세대 배터리 공급망 발전에 매우 중요한 요소로, 친환경 생산 공정을 활용한 리튬메탈 공급망 확보가 리튬메탈 음극재 시장 성장을 가속화할 것으로 기대됩니다.

 

■ Central America Nickel, 니켈 및 코발트 추출 위한 초음파 기술 발표

캐나다 몬트리올에 본사를 둔 Central America Nickel 은 회사의 초음파 보조 추출 장치를 사용하여 니켈 및 코발트를 추출하는 특허를 출원했습니다.

이 프로세스는 기존의 니켈과 코발트 추출 방법인 고압 공기 침출(HPAL: High Pressure Air Leaching) 보다 효율적이고 친환경적인 환원 대기 침출(RAL: Reductive Atmospheric Leaching)을 강화시키기 위해 Central America Nickel의 초음파 기술인 초음파 보조 추출(UAEx: Ultrasound Assisted Extraction)을 결합한 것입니다.

UAEx는 처리 시간을 줄이면서 광물회수율을 높일 수 있으며 탄소 배출 및 에너지사용량을 최소화할 수 있는 친환경적인 방법입니다.

과테말라에 있는 자사의 니켈 라테라이트 (Nickel laterite) 광산에서 채취한 광석에서 이 방법을 사용했을대 추출 시간 1시간 이내에 니켈 97%, 코발트 및 망간 회수율이 95%에 달합니다..

 

■ Xerion, 지열 염수에서 리튬을 추출

Xerion Advanced Battery는 일리노이대학교 어바나-샴페인 캠퍼스 팀과 협력하여 지열 염수에서 리튬을 추출하는 기술을 개발하였고 이는 미국 에너지부 (DOE)로부터 American-Made Geothermal Lithium Extraction Prize를 수상했습니다.

Xerion은 자사의 특허받은 나노구조 세라믹 산화환원막인 DirectPlate 세라믹 막은 기존의 고분자막과 달리 지열 염수의 온도와 화학적 성질에 대한 내성이 뛰어나 리튬 선택성과 내구성을 제공할 수 있다고 합니다.

캘리포니아 Salton sea에서 발견되는 것과 같이 리튬 농도가 낮은 원시 지열 염수에서도 DirectPlate 세라믹 막을 사용하여 리튬을 효율적으로 추출하고 고품질 수산화리튬을 생산할 수 있음을 입증했다고 밝혔습니다.

Xerion의 DirectPlate용융염 전기도금 (molten salt electroplating) 공정을 사용하여 추출된 수산화리튬은 바로 리튬 메탈 음극으로 전환하거나 양극활물질을 합성하기 위한 양극 생산 공장으로 공급할 수 있습니다.

 

배터리 소재

■ Solvay, 배터리 인클로저용 난연성재료 SolvaLite 출시

Solvay는 BEV의 광범위한 구조 부품 및 보강재용으로 사용될 혁신적인 fast-curing epoxy prepreg system인 SolvaLite 716 FR 출시를 발표했습니다.

자동차 산업에서는 기존의 열경화성 prepreg 소재 및 알루미늄에 비해 난연성이 뛰어나고 열 폭주 시 승객이 충분한 탈출 시간을 확보할 수 있으며 안정적인 EMI 차폐 성능을 보장해야 합니다. Solvay의 SolvaLite prepreg는 이러한 모든 특성을 만족하며 기존에 사용되던 재료에 비해  상당히 경령화 할 수 있습니다.

SolvaLite 716 FR은 주로 프리미엄 및 슈퍼 프리미엄 BEV용 난연성 배터리 인클로저에 사용되는 것을 목표로 하고 있습니다.

이 제품의 유리 전이 온도(Tg)는 145°C(293°F)이며 150°C(302°F)에서 8분의 압축 경화 하여 신속하게 경화됩니다. 이 제품은 인클로져의 두께 2mm로 UL 2596 가연성 테스트에서 알루미늄 및 불연속 섬유 복합재보다 성능이 뛰어난 것으로 확인되었고 최악의 하중 조건에서 가장 까다로운 기계적 요구 사항을 충족할 수 있습니댜.

두께를 최소화하므로 인클로저 부피를 최적화하여 체적 에너지 밀도를 증가시킬 수 있습니다. 이 제품은 2023년 말까지 상용화될 예정입니다.

 

■ EAM, 미국 노스캐롤라이나에 흑연 제조 시설 투자 발표

인도 최고의 배터리 소재 회사인 EAM(Epsilon Advanced Materials)은 미국 노스캐롤라이나주 Brunswick county에 6억 5천만 달러 규모의 흑연 음극 제조 시설을 건설할 계획이라고 발표했습니다.

이번 시설은 미국 전기차(EV) 배터리 산업에 대한 인도 최초이자 최대 규모의 투자입니다.

이 공장은 2024년 착공해 2026년 생산을 시작한 후 2031년 풀가동을 목표로 하고 있습니다. 완전히 가동되면 연간 50,000톤의 흑연 양극을 생산하게 됩니다.

■ LG화학, 1,500°C에서 20분간 열폭주 지연시키는 소재 개발

LG화학은 LX하우시스와 함께 1,500℃에서 20분 이상 화염을 견딜 수 있는 배터리 열폭주 지연 소재를 개발했다고 오늘 밝혔습니다.

Special Flame Retardant CFT (Special Flame Retardant Continuous Fiber Thermoplastic)라고 명명된 이 소재는 기존의 열가소성 플라스틱 보다 14배 이상 강한 화염과 고압에 견딜 수 있습니다.

LG화학 내부 테스트(토치 테스트) 결과, 1.6mm 두께의 Special Flame Retardant CFT는 20분동안 1,500°C가 넘는 온도와 압력을 가한 후에도 녹거나 흘러내리거나 구멍이 생기지 않았습니다. 이는 업계 최고 수준의 화염 차단 성능입니다.

이번에 개발된 Special Flame Retardant CFT는 LG화학의 초방염소재 기술과 LX하우시스의 CFT 제조기술이 집약된 결과입니다. LG화학은 지난해 1000℃가 넘는 온도에서 당시 세계 최장 시간인 10분 이상 화염을 견딜 수 있는 방염재료를 개발했는데 LX하우시스는 이를 테이프 형태로 적층 하는 제조기술을 적용해 기존 제품의 성능을 향상시켰습니다.

이 소재는 고강성으로 힘에 의한 변형이 적어 전기차 배터리 팩의 상하 커버에 사용 가능하며 전기차 화재 발생 시 화염 확산을 효과적으로 지연시켜 운전자 대피 및 화재 진압에 소요되는 시간 확보에 도움이 될 것으로 기대됩니다.

 

■ Orion SA, 도전재 PRINTEX kappa 10 출시

배터리에 사용되는 도전재를 생산하는 Orion SA는 리튬 이온 배터리용 도전재인 PRINTEX® kappa 10를 출시했습니다.

이 제품은 아세틸렌 기반의 도전재로 가공성이 우수하고 순도가 높으며 흡습성이 낮습니다.

현재 Orion은 프랑스에 공장이 있으며 미국에는 공장을 건설 중입니다.  프랑스에 있는 Orion공장에서는 화학제품의 재료로 널리 사용되는 무색의 가스인 아세틸렌을 분말로 만든 후 펠렛화하여 제조하고 있습니다.

  

배터리 제조

■ Alsym Energy, 리튬사용하지 않는 저가의 불연성 배터리 발표

미국 매사추세츠주에 위치한 배터리 스타트업인 Alsym Energy는 자사의 새로운 수계 전해질을 사용한 배터리가 리튬, 코발트, 니켈을 사용하지 않으며 가격이 기존 리튬 이온 배터리의 절반에 불과하다고 밝혔습니다.

안타깝게도 IP상의 이유로 회사는 아직 배터리에 사용되는 모든 것을 공개할 준비가 되어 있지 않지만 양극의 주재료는 망간 산화물이고 음극은 다른 금속 산화물을 사용하며 전해질은 유기 용매가 아닌 수계 기반을 사용하여 리튬, 코발트, 니켈을 사용하는 리튬 이온배터리와 같은 각 재료의 공급이나 비용 문제로부터 자유롭다고 밝혔습니다.

배터리에 사용되는 모든 재료는 본질적으로 불연성 및 무독성이므로 소싱, 제조, 응용 및 수명이 다했을 때에도 안전하고 환경 친화적이라고 밝혔습니다.

이 배터리는 점차 전기화되고 있는 해양선박분야에 적합하고 열방출이 취약한 이륜차에도 적합합니다. 또한 이 배터리를 사용하게 되면 현재 EV에서 사용하는 값비싼 BMS나 냉각시스템이 필요 없다고 밝혔습니다.

현재 Alsym Energy는 인도의 자동차 제조업체와 제휴하고 있으며 연간 3 GWh의 배터리를 제공할 계획이라고 밝혔습니다. 또한 해양운송 및 전기 이륜차 회사들과도 제품 채용을 협의 중이라고 합니다.

 

■ Factorial Energy, 새로운 전고체 배터리 제조 시설 오픈

Factorial energy는 보스턴 교외 매사추세츠주 Methuen에 새로운 배터리 제조 시설을 개장한다고 발표했습니다.

새로운 제조 시설에서는 연간 최대 200 MWh의 배터리를 제조할 수 있으며, 이는 미국에서 가장 큰 고체 배터리 조립 라인이 될 것으로 예상됩니다.

독자적인 FEST(Factorial Electrolyte System Technology) 시스템을 사용하는 Factrorial의 고체 배터리는 전고체 배터리는 아닌 준고체 배터리(Quasi Solid state battery)입니다.

메르세데스-벤츠, 스텔란티스, 현대자동차와 공동 개발 계약을 맺은 Factorial은 지난 10월 초 테스트를 위해 리튬금속 음극을 적용한 100+Ah 고체 배터리 A 샘플을 OEM 파트너에게 전달했습니다.

 

■ 삼성 SDI, 현대자동차와 전기차 배터리 공급 계약 체결

삼성 SDI는 오는 2026년부터 2032년까지 7년간 현대자동차의 차세대 유럽향 전기차 50만 대에 들어갈 배터리를 공급한다고 발표했습니다. 최근 몇 년간 경쟁사가 공격적인 투자에 나선 것과 비교해 뒤처져 있다는 우려가 나왔던 삼성 SDI가 북미·유럽 공장 증설에 이어 현대차와 협력을 강화하며 본격적인 추격에 나섰다고 평가되고 있습니다.

삼성 SDI는 2024년 양산 예정인 ‘P6(6세대 각형 배터리)’를 헝가리 공장에서 생산해 현대차에 공급할 계획입니다.

P6는 NCA양극재의 니켈 비율을 91%로 높이고 음극재에 독자 소재를 적용해 배터리 성능을 높였습니다.

P6가 탑재될 현대자동차의 전기차 모델은 아직 정해지지 않았지만, 최근 전기차 시장 둔화에도 강세를 보이는 프리미엄 차종에 탑재될 것으로 예상됩니다.

업계에선 “후발 주자인 SK온에도 수주 잔고에서 밀린 삼성 SDI가 프리미엄 전기차 배터리로 활로를 찾았다”는 평가가 나왔습니다. 국내 배터리 3 사인 LG에너지솔루션, 삼성 SDI, SK온 중에서 삼성 SDI는 최근 경쟁사들보다 공장 증설 등 투자에 소극적인 모습을 보였었습니다. 업계가 추산한 삼성 SDI 수주 잔고는 약 260조 원으로, LG에너지솔루션(440조 원) 보다 크게 적습니다. 이는 2021년 출범 후 아직 적자에서 벗어나지 못한 SK온(290조 원)보다도 적은 금액입니다. 이 때문에 업계에선 “빠르게 확대하는 전기차 시장에 제대로 대응할 수 있겠느냐”는 우려도 컸었습니다.

전기차와 배터리 격전지인 북미에서 가동·조성 중인 생산 시설 규모도 삼성 SDI는 97 GWh(기가와트시)로, LG에너지솔루션 (342 GWh), SK온(183.5 GWh) 보다 작습니다. 북미 지역 선제 투자로 올해부터 IRA(인플레이션 감축법) 세제 혜택을 받는 LG에너지솔루션, 다소 늦었지만 공격적인 대규모 증설을 시작한 SK온과 대비됐었고 삼성 SDI의 북미 공장은 2025~2027년에야 가동이 가능한 상황입니다.

다만, 삼성 SDI는 경쟁사 대비 높은 프리미엄 전기차 매출 비중을 유지하고 있습니다. 주력 제품인 P5 배터리는 독일 BMW 뉴 i7,IX와 폴크스바겐, 아우디 등 완성차 기업의 최신 프리미엄 전기차에 탑재됐고, 삼성 SDI의 사업 축도 스마트폰 배터리 같은 소형 전지에서 전기차에 들어가는 중·대형 전지로 안정적으로 전환됐습니다.

삼성 SDI는 프리미엄 전기차 매출 비율이 60%를 넘기 때문에 중국 기업의 중저가용 배터리 침투에 영향을 덜 받을 수 있고 전기차 수요 약세에도 상대적으로 영향이 작다고 보고 있습니다.

견고한 프리미엄 전기차 수요에 더해 원통형·각형 배터리 경쟁에서 삼성 SDI가 강점을 지니는 각형 배터리를 택하는 완성차 기업이 늘어나면서 삼성 SDI는 2022년 매출매출 20조 1241억 원, 영업이익 1 조영업이익 8080억 원으로 연간 최대 실적을 냈습니다. 영업이익률은 8.98%로 배터리 3사 중 가장 높습니다.

한 업계 관계자는 “삼성전자 CFO(최고재무책임자) 출신인 최윤호 삼성 SDI사장은 수익성 중심의 질적 성장을 강조해 왔는데, 작년 전기차 배터리 매출이 본격적으로 발생한 효과”라고 했습니다.

최대 매출 고객도 스마트폰 배터리 고객사인 삼성전자에서 유럽 자동차 업체로 바뀌었습니다. 스마트폰 배터리 3000~4000개가 전기차 배터리 1개 매출과 비슷한 수준으로 알려졌있습니다. 삼성 SDI관계자는 “배터리 ‘게임체인저’로 꼽히는 전고체 배터리를 2027년부터 양산해 기술 격차를 달성할 계획”이라고 했습니다.

 

■ Zeta Energy, 300Wh/kg 리튬-황 배터리 발표

Zeta Energy의 20Ah 리튬황전지 (좌), lithiated vertically-aligned carbon nanotube 음극 (우)

미국 휴스턴에 위치한 Zeta Energy 2014년 설립되어 리튬이온 배터리보다 더 나은 성능을 발휘하면서 리튬, 니켈, 코발트, 망간, 흑연을 사용하지 않는 리튬 황전지를 개발하고 있습니다.

Zeta는 용량 20Ah, 에너지밀도 300Wh/kg를 가진 다층형 리튬황 파우치 셀을 발표했습니다.

Zeta Energy의 전지는 리튬화된 수직 정렬 탄소 나노튜브 음극 (lithiated vertically-aligned carbon nanotube anode)과 Zeta의 특허받은 황화탄소 (sulfurized carbon) 양극을 사용하며 리튬황전지의 수명을 열화 시키는 원인인 폴리황화물 셔틀 효과를 방지하는 기술을 가지고 있다고 평가를 받았습니다.

Zeta는 양극 및 음극의 미국 내 공급망을 보유하고 있으며 전극 제조에 건식코팅을 도입하였습니다. 2024년 가동예정인 파일럿 공장에서 450Wh/kg (800Wh/L)를 생산할 예정이고 2025년에는 $60/KWh미만의 비용으로 이 배터리를 양산할 예정입니다.

 

■ CATL, Fraunhofer IKTS와 장수명 배터리 연구를 위한 협력 확대

배터리 기술에서 가장 중요한 요소 중 하나는 수명입니다. 배터리 수명이 길어질수록 재료와 자원, 생산 공정 및 유지 관리 측면에서 더 많은 비용을 절감하고 최적화할 수 있습니다.

배터리는 다양한 환경과 작동 모드에 따라 다르게 반응하는 복잡한 상품이므로 수명을 예측하는 적합한 모델의 개발이 필요합니다.

CATL의 독일 지사와 Fraunhofer의 IKTS(Institute for Ceramic Technologies and Systems) 연구소는 최적화된 배터리 생산의 기반이 될 배터리 수명 예측모델을 공동으로 개발하고 있습니다. 2020년 'BattLife' 프로젝트로 시작된 협력은 현재 'BattForce' 프로젝트로 이어지며 확장되고 있습니다.

CATL은 독일 튀링겐주 Erfurter Kreuz에 있는 테스트 설비를 통해 온도, 습도, 충방전 시간등의 다양한 환경으로 셀을 테스트하여 데이터를 생선하고 Fraunhofer IKTS는 모델링 전문가를 통해 최첨단 모델링을 통해 이 데이터를 분석하고 평가합니다. 이를 바탕으로 연구원들은 배터리의 수명을 설명할 수 있는 모델과 시뮬레이션을 만들 수 있습니다.

3년 전 BattLife프로젝트를 통한 협력으로 배터리 수명모델을 개발했고 2027년까지 진행되는 BattForce 프로젝트를 통해서는 배터리 팽창과정에 초점을 맞추어 배터리 수명을 연구할 계획입니다.

 

■ 24M Technologies, Electrode-to-Pack 기술인 24M ETOP ( Electrode-to-Pack  ) 시스템공개

Semi Solid배터리를 개발하고 있는 미국의 24M Technologies는 10월 26일부터 11월 5일까지 열리는 Japan Mobility Show에서 혁신적인 새로운 배터리 기술인 24M Electrode-to-Pack 시스템을 선보일 예정이라고 밝혔습니다.

셀 제조업체, 자동차 OEM은 셀들을 조립하여 배터리 모듈과 팩을 제작하고 있습니다. 그러나 현재의 리튬 이온 배터리 셀은 금속 및 플라스틱으로 된 셀을 사용하는데 이는 에너지 밀도를 감소시키고 불필요한 비용과 낭비를 만들어 냅니다. 24M은 배터리 팩 내에서 불필요한 셀 재료를 제거하여 최고의 에너지 밀도를 달성할 수 있도록 24M ETOP 기술을 개발했다고 밝혔습니다.

24M ETOP기술로 제작된 팩은 다음과 같은 장점이 있습니다.

- 성능:  셀이 아닌 전극으로 70% 이상의 전극 패킹 효율성을 달성하여 팩의 부피를 줄일 수 있습니다.

- 비용:  공정 간소화와 재료 사용량 절감이 가능하며 단위 전극을 직렬 및 병렬 조합으로 연결할 수 있고 추가 연결 구성 요소를 제거함으로써 전체 팩 비용이 절감됩니다.

- 범위 및 수명:  포장 효율성이 증가하여 에너지 밀도가 증가하고 EV 및 ESS 애플리케이션 모두 용량을 향상시킵니다.

- 안전성:  24M SemiSolid 전극 및 셀 기술을 사용하므로 기계적인 손상에도 탁월한 안전성을 제공할 수 있습니다.

- 팩 설계 유연성:  24M SemiSolid 셀은 팩 내에서 직접 직렬, 병렬 및 직렬과 병렬의 조합으로 연결될 수 있으므로 더 이상 개별 셀 전압(V) 및 용량(Ah)에 의해 제한되지 않습니다.

이러한 24M의 기술은 팩의 에너지 밀도를 높이는 흥미로운 접근 방식이지만 수리하는 데는 어려울 것으로 예상이 됩니다.

기존의 배터리 팩은 단일 셀이나 모듈을 교체하는 방식으로 간단히 수리할 수 있어 소비자의 비용을 최소화할 수 있었지만 24M이 제안하는 ETOP기술은 팩 전체를 교체해야 한다는 문제점이 생길 수 있습니다.

 

■ LGES, 애리조나주에서 4680 테슬라 배터리' 생산

LG에너지솔루션이 미국 애리조나에서 생산하는 원통형 배터리를 기존 '2170'에서 '46 시리즈'로 변경하며 미국 애리조나 공장을 원통형 배터리 '46 시리즈'의 핵심 생산 거점으로 활용하기로 했습니다.

2026년 LFP(리튬·인산·철), 2027년 LMFP(리튬·망간·인산·철)와 망간리치 등 중저가 제품군에 대한 생산계획도 구체적으로 공개했습니다.

지난 3월 LG에너지솔루션은 애리조나 공장에서 연간 27 GWh의 2170(지름 21㎜×높이 70㎜) 원통형 배터리를 생산하겠다고 공개한 바 있지만 3분기 실적발표 콘퍼런스콜에서 제품 경쟁력 강화 방안을 발표하며 애리조나 공장에서 연간 36기가 와트시(GWh)에 달하는 지름 46㎜ 크기 '46 시리즈' 배터리를 생산하도록 투자계획을 변경한다고 밝혔습니다.

LG에너지솔루션 CFO는 "46 시리즈에 대한 완성차 업체들의 관심이 높아진 것을 체감한다"며 46시리즈 배터리에 대한 생산능력을 높이면서 다른 완성차들과 협력도 강화하기 위해 4680 외에도 다양한 46 시리즈를 개발 중이라고 말했습니다.

중저가 전기차 시장과 관련한 대응 전략도 밝혔습니다. 전기차용 LFP 배터리를 2025년 생산하겠다던 당초 계획을 소폭 조정하여 2026년 LFP 배터리를 생산하고 2027년에는 코발트 함량을 낮춘 망간리치 배터리와 LMFP에 기반한 신규 제품을 생산하겠다고 밝혔습니다.

LG에너지솔루션은 그동안 주력했던 프리미엄 제품인 하이니켈 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 배터리에 관해서는 기존 80% 중후반대인 니켈 비중을 90% 이상으로 높이겠다고 밝혔고 열 관리 솔루션을 강화해 안전성을 향상하고 고용량·고효율 실리콘 음극 소재를 활용해 0%에서 80%까지 충전하는 데 걸리는 시간도 15분 이하로 낮추겠다고 밝혔습니다.

 

■ 한국 배터리 회사들의 미국 투자 제동 걸릴 가능성 있음

한 달여 전부터 시작된 전미자동차노조(UAW) 파업은 디트로이트의 빅 3 자동차 제조업체와 이들과 합작한 한국 배터리 회사들에 큰 혼란을 가져왔습니다.

물류 문제와 비용은 제쳐두고 GM은  이번 주 2023년 3분기 실적 발표에서 매주 파업에 2억 달러의 비용이 든다고 밝혔습니다. 또한 이번 파업으로 인해 디트로이트 3사와 한국의 주요 배터리 제조업체와의 계약이 손상될 위험도 있습니다.

LG에너지솔루션, SK온, 삼성 SDI는 GM, 포드, 스텔란티스와 합작회사를 설립해 미국에 여러 배터리셀 공장을 건설했으며, 이들의 합산 투자 규모는 약 280억 달러로 추산됩니다.

문제는 한국 배터리 회사들과 디트로이트 자동차 회사들이 합작투자한 8개 배터리 생산공장(제너럴 모터스 4개,  포드 2개, 스텔란티스 2개)에 고용할 계획인 19,600명의 인력을 USW가 노조로 결집시키려 한다는 것입니다.

UAW의 뜻대로 될 경우 인건비가 크게 증가하기 때문에 디트로이트의 자동차 회사들과 한국 배터리 파트너들이 긴장하고 있습니다.

미국 공장 운영 비용은 이미 “다른 지역의 두 배 정도이기 때문에 미국에 상당한 투자를 발표한 부품 제조업체를 포함한 일부 회사가 계획을 재고하고 있고 예상보다 부진한 전기차 수요에 따른 배터리 가격 하락과 재고 증가 등을 고려하면 미국 배터리 공장 설립 계획은 그리 좋지 않아 보인다고 합니다.

  

■ Vitesco Technologies, 배터리 임피던스 측정을 통한 조기 경보시스템 개발

독일 연방 재료 연구 및 테스트 연구소(BAM)는 Vitesco Technologies와 함께 배터리에 발생할 수 있는 위험한 손상을 몇 주 전에 미리 알려주는 조기 경고 시스템을 개발하고 있습니다.  

유럽연합(EU)의 법률 규정에 따르면 전기 자동차는 배터리의 열이 소진되기 최소 5분 전에 실내에 있는 사람들에게 경고 신호를 보내야 합니다. 일반적으로 BMS가 개별 배터리 셀과 셀 그룹의 성능과 상태를 모니터링하여 경고신호를 보냅니다.  시스템(BMS)이 이일을 담당하지만  합니다.

이전 경고 시스템은 배터리 내부의 의심스러운 온도나 압력 변화에 반응하는 센서를 통해 배터리의 결함 변경을 BMS에 통보했는데 이는 이미 배터리가 심각하게 손상된 후이므로 이 시점에는 열폭주를 막을 수 없었습니다.

BAM이 Vitesco Technologies와 협력하여 개발하고 있는 조기 경보 시스템은 배터리의 임피던스를 측정하고 분석하여 개별 배터리 셀의 중요한 변화를 조기에 표시하여 배터리가 열폭주가 일어나는 것을 방지하는 것입니다.

셀의 임피던스의 변화는 진동, 충격, 열 부하, 재료 고장 또는 제조 오류로 인해 발생할 수 있습니다. 지금까지는 의미 있는 임피던스 분석을 위해서 긴 측정 시간이 필요했기 때문에 BMS에서 이러한 분석을 구현하는 것이 어려웠습니다.

프로젝트 팀은 임피던스 데이터의 기록 및 처리의 속도를 가속화하는 측정방법을 개발하고 있습니다. 이 기술의 개발이 완료되면 임피던스 측정을 통한 조기 경보 시스템을 통해 개별 셀을 끄는 등 즉각적인 보호 조치를 실행할 수 있고 이를 통해 리튬 배터리의 심각한 손상을 방지하여 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 배터리 화재 위험으로부터 인명피해를 줄일 수 있습니다.

Vitesco Technologies는 독일 Regensburg에 본사를 둔 드라이브 트레인 및 파워트레인 기술을 개발하는 회사로 2021년 9월 독립하기 전까지는 Continental AG의 사업부였습니다.

 

■ ABF, 애리조나 주 투산에 미국 최대 규모의 인산철 배터리 셀 기가팩토리 착공

미국 최초의 인산철리튬(LFP) 배터리 셀 기가팩토리를 건설하고 있는 ABF(American Battery Factory)는 애리조나주 투산에 200만 평방피트 규모의 기가팩토리 착공식을 열었습니다.

ABF는 18개월 이내에 이 공장을 가동하여 LFP배터리를 생산할 계획이며 초기 단계에서는 연간 3 GWh의 생산능력을 갖춘 후 15 GWh까지 확장할 계획입니다.

 

자동차 OEM

■ BMW, 셀제조 역량센터(CMCC) 4695,46120 원통형 셀 생산 시작

BMW 그룹은 독일 Parsdorf 지역에 ‘셀 제조 역량 센터’ (CMCC: Cell Manufacturing Competence Centre)에서 원통형 셀 생산을 시작했습니다.

셀 제조 역량 센터는 리튬 이온 배터리 셀의 표준적인 생산을 시운전하기 위한 시설로, 미래형 차세대 고성능 배터리 셀의 산업화를 확인하기 위해 설립되었습니다.  Parsdorf에 위치한 CMCC는 연면적 15,000 m2에 건설되었으며 초기 투자액은 총 1억 7천만 유로입니다.

기존에 뮌헨에서 운영되고 있는 배터리 제조 역량센터(BMCC: battery Manufacturing Competence Centre)에서 셀 개발이 완료되면  Parsdorf의 셀 제조 역량 센터에 있는 제조라인에서 생산하게 됩니다.

CMCC는 2025년부터 Neue Klasse 모델에 사용될 4695, 46120 원통형 셀의 생산을 시작했습니다.

BMW는 BMCC와 CMCC를 통해 6세대 배터리 셀 개발부터 전고체 전지 개발, 모듈, 파워트레인 부품 생산, 그리고 고전압 배터리를 자동차에 설치하는 공정까지 배터리 가치 사슬 전반에 걸친 노하우를 완성할 계획이며 BMCC와 CMCC를 통해 BMW의 엔지니어들은 셀 제조업체와 동일한 눈높이에서 논의하며 프로세스와 기술을 최적화하게 될 것이라고 밝혔습니다.

특히 BMW는 재활용 재료를 사용하여 셀을 제조하기 위해 BMCC와 CMCC에서 이를 연구하고 있습니다.

CMCC는 건물 옥상에 설치된 태양광 발전 시스템 등 재생 가능 에너지를 사용하여 화석연료의 사용 없이 운영될 예정입니다.

 

■ bp, Tesla 초고속 충전기 1억 달러 주문으로 EV 충전 네트워크 강화

bp의 EV 충전 사업부인 bp pulse는 Tesla로부터 초고속 충전 하드웨어 장치를  1억 달러에 인수하는 계약을 발표했습니다. 이번 투자로 미국 전역의 bp pulse 공용 충전 네트워크가 확장되고 EV 차량 고객의 개인 차고에 충전기를 배치하는 지원도 가능해졌습니다.

2024년에 출시될 예정이며 이 충전기는 Travel Centers of America, Thorntons,  ampm등과 Hertz 지점에 있는 bp pulse의 대규모 Gigahub 충전소 및 Amoco에서도 설치되어 서비스를 제공하게 됩니다. 첫 번째 설치 장소는 휴스턴, 피닉스, 로스앤젤레스, 시카고, 워싱턴 DC입니다.

Tesla의 충전기는 일부 bp 펄스 고객의 차고에도 배치될 예정입니다. bp pulse의 지능형 충전 관리 소프트웨어 Omega와 Tesla의 빠르고 안정적인 충전기를 결합함으로써 bp pulse는 EV 차량의 전체 충전 프로세스를 감독할 수 있는 고유한 기능을 확보하여 차량 고객에게 포괄적인 솔루션을 제공하게 될 것입니다.

출력 250kW의 Tesla 초고속 충전기는 bp 펄스의 브랜드로 설치됩니다. 충전기는 Tesla의 'Magic Dock'이 장착되어 NACS(북미 충전 표준) 및 CCS(결합 충전 시스템) 커넥터 모두 호환됩니다.