배터리 산업뉴스_2023년 51주

원재료

■ Vibrantz, Eramet과 장기 망간 광석 공급 계약 발표

 

배터리 재료

■ Shanshan, 핀란드에 음극재 공장건설

■ LG Chem, 미국 양극재 1위 공급업체로 도약

■ C4V, Hindalco와 배터리 소재 개발 협력

 

배터리 제조

■ InoBat – 슬로바키아 최초의 배터리 생산 라인 출시

■exponent energy – 일반 LFP셀로 15분 급속충전

■ UNIGRID Battery, MWh규모 나트륨 이온 배터리 생산

■ Nanotech Energy, Graphene 배터리 생산

 

자동차 OEM

■ TAILG, 중국에서 나트륨 이온 배터리 기술 출시

■ 현대차, 연구 개발 중심 하드웨어에서 소프트웨어로 이동

 

재활용

■ Next.e.GO Mobile, CYLIB와 배터리의 재활용 프로세스 개발 위한 협력 발표

■ Redivivus, 재활용 배터리의 안전한 운송 위한 솔루션

■ Vinfast, Marubeni와 EV 배터리 재활용을 위해 협력

 

 

원재료

■ Vibrantz, Eramet과 장기 망간 광석 공급 계약 발표

 

Eramet은 리튬 이온 배터리 및 기타 애플리케이션용 망간 기술 포트폴리오에 사용되는 필수 원료인 망간 광석을 Vibrantz에 공급하는 10년간의 계약을 발표했습니다.

전기자동차(EV) 배터리 생산에 사용되는 Vibrantz의 황산망간 제조에 사용될 망간 광석은 가봉 광산에서 공급됩니다.

이 소식은 Vibrantz가 멕시코 Tampico 공장에서 배터리용 고순도 황산망간(HPMSM)을 처리하기 위한 파일럿 시설을 건설 중이라고 발표한 직후에 나온 것입니다.

이번 계약을 통해 Vibrantz는 망간 화학 분야에서 50년 동안 쌓아온 양사의 전문성을 활용하여 수백만 명의 소비자를 위한 친환경 자동차를 현실화할 수 있게 되었다고 말했습니다.

 

배터리 재료

■ Shanshan, 핀란드에 음극재 공장건설

 

배터리 재료 회사인 중국의 ShanShan은 유럽에서 배터리 수요가 급증함에 따라 핀란드에 음극재 공장을 짓기 위해 13억 유로를 투자할 계획입니다.

ShanShan은 핀란드 서부 해안의 GigaVaasa 산업단지에 공장을 건설하기 위한 부지를 확보했다고 밝혔으며 이 공장은 합성 흑연을 기반으로 연간 10만 톤의 리튬 이온 배터리용 음극재 생산 능력을 갖출 수 있습니다. 이는 약 100 GWh의 배터리 제조 생산 능력에 해당하며, 회사 추산에 따르면 약 150만 대의 전기 자동차에 공급할 수 있는 양입니다.

세계 최대의 전기차 및 배터리 제조업체인 중국은 흑연 수출에 대한 엄격한 규정을 발표했고, 미국은 중국산 부품에 대한 의존도를 낮출 것을 촉구했습니다. 이처럼 배터리에 대한 국가 간 경쟁이 심화되는 가운데 북유럽 국가들은 배터리 금속의 주요 채굴 및 가공 허브로 부상하고 있습니다.

 

■ LG Chem, 미국 양극재 1위 공급업체로 도약

 

LG Chem이 미국 Tennessee주 Montgomery County에 양극재 공장을 착공하여 글로벌 배터리 소재 시장 공략을 위한 생산 거점을 구축하기 위한 기공식을 거행했습니다. 이 공장은 북미 전기차에 최적화된 양극재를 현지에서 생산하고, 개발부터 공급망까지 주요 파트너사와 협업할 계획입니다.

LG Chem은 1단계로 약 16억 달러를 투자해 170만㎡ 부지에 연산 6만 톤 규모의 양극재 공장을 건설할 계획입니다. 이 공장은 연간 주행거리 500km의 고성능 순수 전기차 약 60만 대 분량의 NCMA양극재를 2026년부터 생산할 예정이며 이 공장은 미국 내 최대 규모의 양극재 시설이 될 것으로 예상됩니다.

LG Chem은 소성공정 엔지니어링 기술을 고도화해 라인당 세계 최고 수준인 연산 1만 톤의 생산능력을 확보하는 등 제조 경쟁력을 강화할 예정이며 스마트 팩토리 기술을 적용해 생산 전 공정을 자동화하고 품질 분석 및 관리 시스템을 구축할 예정입니다.

이와 함께 LG chem은 미국 배터리 재활용 업체들과 원재료 공급 협력도 논의하고 있습니다. LG chem은 현지 전력 공급업체와 협력해 태양광, 수력 등 100% 재생에너지로 공장을 운영할 계획입니다.

 

■ C4V, Hindalco와 배터리 소재 개발 협력

 

미국에 본사를 둔 리튬 이온 배터리 개발 회사인 C4V는 전기차 배터리 소재 시장을 겨냥해 배터리 등급 알루미늄 포일, 코팅 포일, 리튬 이온 셀용 구조 부품의 생산 및 공급을 위해 Hindalco industry와 협력하는 양해각서(MOU)를 체결했습니다.

이번 협력은 인도 시장에서 급증하는 전기차 배터리 소재 수요에 대응하기 위해 리튬 이온 전지의 핵심 부품 개발 및 공급을 촉진하는 것을 목표로 합니다.

이 양해각서에는 5년 동안 최대 2,000톤의 배터리 포일을 C4V에 공급하는 것을 포함하여 C4V와 Hindalco 간의 포괄적인 협력 프레임워크가 명시되어 있습니다.

 

배터리 제조

■ InoBat – 슬로바키아 최초의 배터리 생산 라인 출시

 

슬로바키아 기업 InoBat이 슬로바키아에서 최초의 배터리 셀 생산 라인을 가동했습니다

이 생산 라인은 배터리 제조 장비 생산업체인 Wuxi Lead가 InoBat을 위해 맞춤 제작하였으며 연간 50,000개의 배터리 셀을 생산할 수 있습니다.

InoBat은 1년 전부터 e-VTOL 제작회사인 독일의 Lilium을 첫 고객으로 수익을 창출하기 시작했습니다. InoBat의 배터리는 Lilium의 e-VTOL인 Lilium jet에 공급하는 것으로 알려졌습니다.

■exponent energy – 일반 LFP셀로 15분 급속충전

 

인도의 배터리 및 충전 시스템 개발 회사인 exponent energy는 일반 LFP셀로 15분 안에 0~100% 급속 충전이 가능하며 3000사이클을 보증하는 충전 시스템을 개발했습니다.

 

일반적으로 리튬이온 배터리의 급속충전에는 두 가지 문제가 존재하는데 하나는 리튬 플레이팅이고 다른 하나는 발열문제입니다.

exponent energy는 먼저 리튬플레이팅의 발생을 BMS와 가상셀 모델, 다이나믹 충전 알고리즘을 통해 제어하고 있습니다.

 

리튬플레이팅을 막아주는  3 가지 기술

Exponent의 BMS는 기존보다 10배 높은 정확도로 셀의 전압과 전류 온도를 센싱하고 이 데이터를 가상 셀 모델로 보내면 가살셀 모델이 실시간으로 리튬플레이팅이 발생하지 않도록 충전프로파일을 조정하여 충전 중 리튬 플레이팅을 막습니다.

그러나 정밀하게 충전 알고리즘을 조절한다 해도 높은 전류로 충전할 때 발생하는 또 다른 문제는 발열입니다. 15분 안에 0~100%를 충전하게 되면 4시간에 0~100%를 충전할 때 사용하는 전류대비 16배의 전류가 필요하며 온도는 256배 더 발생하게 됩니다.

 

전원과 함께 냉각수 공급이 가능한  eplug

이렇게 높은 열은 차량에 탑재된 열관리 시스템으로는 냉각이 어렵기 때문에 exponent는 epump에 HVAC 시스템을 갖추고 전류뿐 아니라 냉각수를 eplug를 통해 epack으로 흘려보내어 어떤 외부 온도 조건에서든 팩온도를 35도 이하로 관리합니다. Exponent의 eplug는 전원단자와 함께 아래쪽에 냉각수의 inlet, outlet라인이 있습니다.

또한 eplug를 epack에 꽂게 되면 BMS를 통해 클라우드에 해당 팩의 가상 셀 모델을 생성하고 BMS는 셀마다 전압, 전류, 온도 데이터를 센싱 하여 가상 셀 모델이 리튬 플레이티잉 생기지 않는 조건으로 충전을 하도록 합니다.

일반적으로 고속충전을 위해서는 셀자체를 고속충전용으로 설계해야 한다고 생각하는데 exponent energy는 충전 알고리즘을 최적화하고 냉각을 효율적으로 진행하는 것만으로도 일반셀을 15분 안에 0~100%까지 충전할 수 있다는 것입니다.

또한 수명도 일반적인 수명인 1500사이클보다 두 배 가까운 3000사이클을 낼 수 있습니다.

 

급속 충전으로 테스트한 셀의 수명 데이터  (87%@3000cycle)

exponent energy는 이 기술을 검증하기 위해 자사의 제품을 채용한 500대 이상의 EV를 300만 킬로미타 이상 주행하면서 6만 회 이상의 급속 충전을 진행하게 하여 검증을 완료했습니다.

exponent energy의 기술은 합리적인 비용으로 급속충전에 접근할 수 있게 하는 흥미로운 기술입니다.

 

■ UNIGRID Battery, MWh규모 나트륨 이온 배터리 생산

 

UC San Diego대학교에서 분사한 스타트업 회사인 UNIGRID Battery는 나트륨 이온 배터리에 대한 MWh규모의 주문을 받았다고 발표했습니다.

이 회사는 배터리 분야의 저명한 인사인 Zheng Chen 교수와 Shirley Meng 교수의 자문을 받은 Darren HS Tan 박사와 Erik A. Wu 박사의 박사학위 연구를 바탕으로 2021년에 설립되었습니다.

UNIGRID는 테슬라의 Powerwall과 같은 가정용 ESS시장에 리튬 공급망의 불확실성 없이 더 저렴하고 안전한 배터리를 공급할 수 있는 나트륨 이온 배터리를 적용하기로하고 빠르게 규모를 확장하여 첫 번째 제품인 1세대 원통형 셀을 생산하기 시작했습니다.

UNIGRID는 일반적인 나트륨 이온 배터리와 달리 음극 활물질로 Hard carbon 대신 주석 합금 음극을 사용하여 LFP 배터리대비 낮은 에너지 밀도를 극복하였습니다.

나트륨 이온의 주석 합금 음극은 부피 팽창으로 인한 입자 균열, 활성 물질 손실 및 용량 저하와 같은 실리콘의 일반적인 열화문제를 극복할 수 있으므로. 주석합금 음극은 나트륨 이온 배터리에 대한 많은 가능성을 열어줍니다.

이 나트륨 이온 배터리에 대한 제3자 테스트 및 검증이 완료되었으며, UNIGRID는 2024년에 MWh 용량의 나트륨 이온 배터리를 고객에게 공급할 계획입니다.

UNGRID원통형 나트륨 이온 배터리 외에도 전고체 전해질을 사용하는 나트륨 전고체 전지도 개발하고 있습니다.

 

■ Nanotech Energy, Graphene 배터리 생산

 

Graphene기반 배터리를 개발하는 Nanotech Energy는 2024년 초에 Chico에 있는 새로운 150MW 제조 시설에서 본격적으로 배터리를 생산할 예정입니다.

Nanotech Energy는 11월과 12월에 Chico에서 시험 가동을 성공적으로 완료했습니다. 현재 캘리포니아주 Chico 현장에는 거의 모든 장비가 설치되어 있으며, 재료, 품질, 운영, 프로그램 관리 팀이 모두 협력하여 2024년 4월에 하루에 30,000개의 18650 배터리 셀을 생산할 준비를 하고 있습니다.

배터리 생산 속도는 분당 10셀에서 시작하여 연말까지 분당 20셀로 증가할 예정입니다.

 

자동차 OEM

■ TAILG, 중국에서 나트륨 이온 배터리 기술 출시

 

이륜 전기차 제조사인 TAILG가 나트륨 이온 배터리 기술을 출시하며 전기 이륜차의 새로운 시대를 열었다고 발표했습니다. 이 기술은 탁월한 장거리 주행 능력, 보증 기간 연장, 뛰어난 저온 저항성, 강화된 안전성을 특징으로 합니다. TAILG의 고급 전기 자전거에 나트륨 이온 배터리가 최초로 탑재되며, 중국에서 먼저 출시될 예정입니다.

TAILG는 유엔에 전기 이륜차를 독점 공급하는 업체로서 국제적 입지를 강화하고 있으며 유엔환경계획(UNEP)과 협력하여 전 세계 전기 모빌리티 프로젝트에 적극적으로 참여하고 있습니다.

TAILG의 고급 전기 자전거에 탑재되는 나트륨이온 배터리는 0°C 이하의 온도에서도 25km/h의 속도를 유지하면서 115km를 달릴 수 있는 초장거리 주행 능력을 갖췄습니다.

수명은 2,000회 이상으로 기존 납축 배터리보다 5~7배 더 길고 영하 20°C의 극한의 추위에서도 용량의 약 93%를 사용할 수 있을 정도로로 겨울철에 사용하기에 매우 적합합니다.

또한, 배터리 전체에 IPX7 등급의 방수 기술을 적용하여 업계 표준을 뛰어넘는 안전 성능을 자랑합니다.

TAILG는 장거리 기술을 점진적으로 향상시켜 50km에서 75km로, 그리고 이번 라운드에서는 킬로와트시당 최대 100km까지 주행할 수 있는 능력을 향상시켰습니다.

TAILG는 이 나트륨 이온 배터리를 중상급 소비자 시장을 겨냥한 고급 전기자전거 제품군에 적용할 예정입니다.

 

 

■ 현대차, 연구 개발 중심 하드웨어에서 소프트웨어로 이동

 

올해 현대차·기아가 25조 원 넘는 사상 최대 영업이익을 올리는 데 핵심 역할을 한 연구소를 이끌던 김용화 CTO·가 28일 고문에 임명되면서 일선에서 물러났다. CTO로 승진·임명된 지 6개월 만이다. 이날 그룹 수뇌부는 남양연구소에 대한 대대적 조직 개편도 시작했다. 이번 인사는 불과 반년 만에 이뤄져 ‘이례적’이란 반응이 잇따랐다.

소프트웨어 개발을 둘러싼 혼선에 대한 책임을 물은 게 인사 배경 중 하나인 것으로 알려졌다. 치열한 미래차 주도권 경쟁이 시작되면서 최근 자동차 기업에서는 연구·개발 무게중심이 SW로 빠르게 이동하고 있다. 지난 반세기 현대차그룹을 성장시킨 내연기관 차는 엔진·변속기 성능이 핵심 경쟁력이었다. 하지만 미래차는 이미 수백 개 반도체를 기반으로 ‘SW가 달리게 하는 컴퓨터’에 가깝다. 미래차 개발을 둘러싼 혼선이 엔진·변속기 등을 개발한 과거 주축인 기계공학과 출신들과 SW 개발을 맡은 신진 세력인 컴퓨터공학과 출신들 사이의 충돌이라는 말이 나오는 이유이기도 하다.

세계 1위 자동차 기업인 일본 도요타나 독일을 대표하는 VW 그룹, 미국의 GM, 포드 등도 미래차 개발 과정에서 비슷한 내홍을 겪는 중이다. 

회사명	소프트웨어 관련 이슈
현대차	6개월 만에 CTO교체 및 R&D본부 조직개편
VW	작년 7월 SW개발 지연으로 그룹 CEO사임
도요타	미래차 SW 플램폼 개발 2년 가까이 지연
GM	지난 11월 자율주행차 SW결함 사고로 자회사 CEO사임
포드	작년 11월VW과 만든 자율주행 SW기업 Argo AI폐업

 

현대차그룹은 올해 초 신년사에서 “2025년까지 모든 차종을 ‘소프트웨어가 중심인 자동차’로 전환하겠다”라고 했다. 반도체 2000~3000개를 탑재한 ‘SW 중심 자동차(SDV·Software defined Vehicle)’가 미래차의 핵심이란 것이다. 이를 위해 현대차·기아는 최근 4~5년간 자율주행 기술 기업인42dot 등을 인수·합병하고 SW·반도체 관련 인력 수백 명을 채용하면서 체질 개선을 시도해 왔다.

이 과정의 성장통이 이번 인사로 드러난 셈이다. SW 분야 혼선이 대표적이다. 예컨대 현대차그룹은 작년 인수한 42dot을 그룹의 ‘글로벌 소프트웨어 센터’로 삼으면서 기존 남양연구소 산하 SW 개발 담당 조직을 별도로 남겼다. 그러나 두 조직 간 협업이 원활하지 않았던 것으로 알려졌다.

이를 ‘일하는 방법’이 전혀 다른 기계공학과와 컴퓨터 공학과 출신의 갈등으로 해석하는 시각도 있다. 기계공학과 출신들은 실제 제품을 만들기까지 무수히 많은 시험 과정을 거쳐 결함을 0(제로)에 가깝게 만드는 걸 목표로 한다. 수많은 부품이 연계되는 자동차 특성상 위계도 강조한다. 반면 컴퓨터 공학과 출신들은 제품이 제 기능을 하기만 하면 작은 오류는 불가피하다는 인식이 있다. 수시로 업데이트만 하면 충분하다는 것이다.

실제 현대차 내부에서도 내연차 연구원은 자동차의 핵심은 안전이라 고장 자체가 문제라 주장하지만, SW 개발자는 ‘오류를 고치면서 더 나은 차를 만들면 된다’는 의식을 갖고 있어 갈등이 있기도 했던 것으로 알려졌다. 실제 수익은 내연차·하이브리드 차에서 나오는데 그룹 내에서 지출만 많은 SW 인력을 더 중요하게 여긴다는 이야기도 나온다. 이런 요소가 그룹 전체의 경쟁력을 해치기 전에 새로 조직 개편을 하겠다는 게 그룹 수뇌부의 뜻이다.

다른 글로벌 자동차 업체들도 비슷한 문제를 겪고 있다. 폴크스바겐은 지난해 Herbert Diess 당시 그룹 회장이 물러난 배경 중 하나로 그가 만든 SW 조직 ‘Cariad’가 제때 성과를 내지 못한 것이 꼽힌다. SW 개발자들이 그룹사인 포르셰, 아우디의 내연기관 개발자들과 충돌하는 경우가 많았는데 성과까지 미흡하자 입지가 좁아졌다는 것이다.

도요타의 자율주행 업체 ‘Woven planet’도 어려움을 겪고 있다. 테슬라처럼 당장 차에 적용되는 기술보다 선행 기술을 담당하는 곳으로 알려졌는데, 최근 미래차 전용 SW 플랫폼 도입 시기가 2025년에서 2027년 안팎으로 늦춰진 것으로 전해졌다. 그룹 내부에서 미래차보다 당장의 성과를 강조하는 분위기도 영향을 줬다고 한다. 포드가 폴크스바겐과 합작해 만든 자율주행 업체 아르고 AI도 성과를 내지 못해 지난해 아예 문을 닫았다.

 

재활용

■ Next.e.GO Mobile, CYLIB와 배터리의 재활용 프로세스 개발 위한 협력 발표

 

독일 전기차 생산회사인 Next.e.GO Mobile는 독일의 배터리 재활용 신흥 기업인 CYLIB와 전략적 협력 관계를 시작한다고 발표했습니다.

이 파트너십의 시작은 2022년 말에 공식화되었으며, e.GO와 cylib는 배터리의 개발과 활용에서 재활용에 이르기까지 리튬 이온 배터리의 전체 수명 주기에 대한 포괄적인 접근 방식을 채택하여 전기 자동차의 지속가능성을 향상시키는 것을 목표로 했습니다.

두 회사 모두 '감소, 재사용, 재활용'이라는 핵심 원칙을 가지고 접근하고 있습니다.

이 파트너십을 통해 Next.e.GO는 설계, 조립 방법 및 향후 재활용 특성 측면에서 귀중한 통찰력을 얻을 수 있을 것으로 기대합니다.

 

■ Redivivus, 재활용 배터리의 안전한 운송 위한 솔루션

 

배터리 재활용 업체인 Redivivus는 미국 로스앤젤레스에 최초의 운영 시설을 개설할 계획을 공개했습니다.

2030년까지 미국에서 발생되는 배터리 폐기물의 양은 2천만 톤 이상으로 예상됩니다. Redivivus는 이런 배터리 폐기물을 처리할 수 있는 방법을 개발하고 있습니다.

Redivivus는 특수 차량을 사용하여 위험한 배터리 재료를 수집하고 처리 시설로 운반하는 자사의 white-glove service를 위해 로스앤젤레스에 허브 역할을 할 시설을 건설 중입니다.

Redivivus는 Redi-Shred라고 명명된 방법으로 배터리를 재활용하고 있습니다. 이 서비스는 배터리가 안전하게 해체될 수 있도록 에너지를 중화시키고 극저온으로 냉동시키며 화학성질에 따라 분류한 후 잘게 파쇄합니다. 이후 재료를 안전하고 효율적으로 운송하는 것까지를 포함합니다.

 

■ Vinfast, Marubeni와 EV 배터리 재활용을 위해 협력

 

베트남의 전기자동차 제조업체인 VinFast와 일본의 무역 및 투자 회사인 Marubeni는 전기자동차 배터리의 2차 사용과 순환 경제 모델 구축 가능성을 모색하기 위해 양해각서(MOU)를 체결했습니다.

이번 양해각서 체결에 따라 VinFast와 Marubeni는 전기차 배터리를 재활용한 배터리 에너지 저장 시스템(BESS) 연구 및 제조에 협력할 예정이며, VinFast는 중고 전기차 배터리를 공급하고 Marubeni는 타당성 평가, 기술 컨설팅 및 BESS 구축을 담당하게 됩니다. 특히 Marubeni는 VinFast의 전기 자동차 배터리를 분해, 가공, 재포장할 필요 없이 저렴하고 쉽게 제조할 수 있는 BESS로 용도를 변경할 것으로 예상됩니다.

 

 

출처: https://batteriesnews.com/