배터리 산업뉴스_2024년 36주차

배터리 재료

■ 중국, 99.99995% 의 초순도 흑연 정제 기술 개발

■ Guidehouse Insights, 2033년까지 전세계적 양극재 수요 530만 톤으로 성장할 것으로 추정

배터리 제조

■ CATL, 배터리 교체 스테이션 10,000개 구축 목표

■ Northvolt, 캐나다 퀘벡 배터리 공장 최대 18개월까지 지연가능성 있음.

■ Grepow, 웨어러블 기기를 위한 금속 케이스 모양 LiPo 배터리 공개

■ Epsilor, LAND 400 3단계 프로그램을 위해 Hanwha Defence Australia에 첫 번째 NATO 6T 리튬이온 배터리 공급

■ 탄소 배출량이 낮은 EV 배터리 인클로저

■ Martin Luther University, 리튬 이온 배터리용 Gel충전재 개발

■ Lumafield, 배터리 제조의 안전성과 품질 향상을 위한 새로운 배터리 분석 모듈 발표

■ BAIYU Holdings, 자회사통해, 이집트의 365개 충전 및 배터리 교환소 프로젝트 협력

■ Amprius, 경형 전기 자동차 분야 Fortune Global 500 리더와 LOI 체결

■ Sheffield 대학, 열폭주 가스배출에 대한 메타분석 발표.

■ Arizona대학, 머신러닝을 활용한 자동차 배터리 화재 예방 방안 제시

■ 24M, 태국 라용에 새로운 R&D 및 제조 시설 발표

■ Reuter, 멈추기 쉽지 않은 중국의 글로벌 배터리 용량 증가

■ theion, 베를린에 sulfur-crystal battery기술 센터 개관

■ Constellium주도 ALIVE프로젝트,무게 12~35%감소된 EV배터리 인클로저 개발

■ Freudenberg Sealing Technologies, 새로운 cell cap과 cell envelope적용으로 배터리 수명연장

자동차 OEM

■ 일본정부, 국내 전기 자동차 배터리 생산에 최대 24억 달러의 신규 지원을 제공할 예정

■ 폭스바겐 - 독일 배터리 공장, 비용 압박 속 절반 용량 유지

■ 토요타, 2026년 글로벌EV 생산 계획 3분의 1로 축소

■ 닛산 - LFP 배터리 개발 및 생산, 일본 정부 인증 획득

■ MG, 2025년 상반기에 고체 배터리 탑재 EV 출시 예정

■ Subaru, Panasonic Energy와 일본내 신규배터리 공장 공동 설립

■ Mazda, Panasonic Energy의 원통형 배터리 자사의 전기차에 채용

 

배터리 재료

■ 중국, 99.99995% 의 초순도 흑연 정제 기술 개발

 

흑연은 배터리, 윤활제, 연필, 도가니 등을 포함한 첨단 소재에 사용됩니다. 일반적으로 흑연의 순도를 높이기위해 부유(flotation), 산 침출(acid leaching), 열 정제(thermal purification) 등을 포함한 여러 방법으로 정제를 시도하지만 80~90%의 정제수준이라고 알려져 있습니다.

중국 북동부 헤이룽장성 허강에서 열린 기자 회견에서 중국광금속 공사(China Minmetals)의 왕중휘(Wang Jionghui) 팀은 흑연 정제 기술에서 혁신적인 돌파구를 공개하여 초고순도 흑연을 성공적으로 생산했다고 주장했습니다.  중국 광금속 공사는 헤이룽장성 허강시에 대규모 흑연 매장지를 보유하고 있으며 연간 생산량 20만 톤 규모의 가공공장을 운영하고 있습니다  .

안정적인 제품  품질을 유지하기위해 연구팀은 물리-화학적, 저온 및 고온, 초고진공 정제를 혼합하는 방법을 사용했고 이런 혁신적인 방법을 통해 흑연 순도를 95%에서 99.99995%로 높였다고 주장했으며 이방법은 현재의 정제 방법에 비해 비용효율적이라고 주장했습니다.

베이징에 본사를 둔Anbound Think Tank의 수석 분석가인 류은차오는  Global Times에 이렇게 말했습니다 .

“흑연의 순도가 높을수록 흑연의 윤활성, 전도성, 내식성 및 화학적 안정성이 더 좋습니다. 이러한 소재는 항공우주, 초전도체, 집적 회로 및 반도체와 같은 첨단 산업 분야에서 광범위하게 사용됩니다.”

그러나 류 씨는 이번 획기적인 기술이 여전히 실험 단계에 있으며 상업적 실현 가능성은 아직 평가 중이지만 이러한 순수 흑연이 상업화되면 중국이 시장에서 중요한 역할을 할 수 있을 것이라고 주장했습니다.

 

■ Guidehouse Insights, 2033년까지 전세계적 양극재 수요 530만 톤으로 성장할 것으로 추정

 

Guidehouse Insights는 새로운 보고서에서 리튬배터리 시장의 대부분을 구성하는 리튬, 니켈, 망간, 코발트, 철, 인산염 등 6가지 주요 광물을 분석했습니다. 전기차 시장은 상승 궤도에 있으며 일부 지역, 특히 중국에서 경상용차(LDV: light duty vehicle) 시장은 점유율 과반수에 근접하고 있습니다. 중대형 차량(MHDV: medium and heavy duty vehicle) 시장도 탈탄소화 노력을 확대하고 있으며, 많은 시장 부문에서 배터리 전기차(BEV)가 무공해 차량에서 상당한 비중을 차지할 것으로 보입니다. Guidehouse Insights의 새로운 보고서에 따르면 6가지 주요 양극재에 대한 수요는 2024년 90만 톤에서 2033년 530만 톤으로 20.9%의 연평균 성장률(CAGR)로 증가할 것으로 예상됩니다.

Guidehouse Insights의 리서치 애널리스트인 제이크 푸스(Jake Foose)는 "코로나19 팬데믹은 글로벌 공급망의 취약성을 보여주었지만, 2024년부터 2033년까지 자동차 시장은 전기차 인프라가 구축되고 여러 시장에서 탈탄소화 인센티브가 시행되면서 전기차 옵션이 지속적으로 증가할 것"이라며 "특히 중국과 아시아 태평양에 크게 의존하는 글로벌 배터리 시장에서는 주요 인사이트를 조사하는 것이 매우 중요합니다."라고 말했습니다..

 

배터리 제조

■ CATL, 배터리 교체 스테이션 10,000개 구축 목표

 

CATL의 최고기술책임자(CTO) 인 가오 후안(Gao Huan)은 어제 중국 남서부 쓰촨성 이빈에서 열린 2024년 세계 전력 배터리 컨퍼런스에서 다음과 같이 말했습니다.

“배터리 스왑 스테이션 계획과 관련하여 CATL은 10,000개를 목표로 하고 있으며, 단기적으로는 2027년까지 3,000개의 배터리 스왑 스테이션을 확보하는 것이 목표입니다”

CATL은 2025년까지 500개 이상의 스테이션이 있는 30개 도시로 배터리 스왑 스테이션 네트워크를 확장하고, 2026년까지 70개 이상의 도시에 1,500개 이상의 배터리 스왑 스테이션을 확보하는 것을 목표로 하고 있다고 가오는 말했습니다.

CATL은 2022년 1월 18일 배터리 스왑 브랜드 EVOGO를 출시하고 배터리 스왑 스테이션 건설을 추진하기 시작하면서 중국 전기차 스타트업 Nio에 이어 이 분야의 주요 플레이어가 되었습니다.

9월 1일 기준, Nio는 중국에서 가장 많은 2,500개의 배터리 스왑 스테이션을 보유하고 있습니다. EVOGO는 차량이 다양한 주행거리 요건에 맞게 하나 이상의 블록을 사용할 수 있는 Choco-SEB(swapping electric block) 배터리 블록을 제공합니다.

2022년 1월 브랜드 론칭 행사에서 CATL은 모든 자동차 회사에 이 서비스를 제공할 수 있으며 2~3년 내에 세계 최대 규모의 서비스 네트워크를 구축하는 것을 목표로 한다고 밝혔습니다. EVOGO가 웨이보에 공개한 수치에 따르면 이 서비스는 이미 샤먼, 푸저우, 구이양, 허페이 등의 도시에서 제공되고 있으며, 샤먼은 12개로 가장 많은 CATL 배터리 스왑 스테이션을 보유하고 있다고 합니다.

 

■ Northvolt, 캐나다 퀘벡 배터리 공장 최대 18개월까지 지연가능성 있음.

 

Northvolt가 몬트리올(Montreal) 사우스 쇼어 (South Shore)에 70 억 달러 규모의 전기 자동차 배터리 공장을 건설하는 계획은 2026년 생산을 시작할 예정이었지만 Northvolt가 수행중인 전략적 검토로 인해 원래 계획보다 최대 1 년 반 더 걸릴 수 있다가 퀘벡정부 관걔자가 언급했습니다.

아직 확정된 것은 없으며 검토 결과는 초가을에 나올 것으로 예상된다고 덧붙였습니다. 그 동안 기술 단지의 엔지니어링 및 설계가 진행 중이며 현장 준비 작업은 계속되고 있다고 Notrhvolt는 말했습니다.

이 검토는 전기 자동차에 대한 전 세계 수요가 둔화되면서 포드와 GM 모두 전기 자동차 생산을 축소하겠다고 밝힌 가운데 나온 것입니다.

Northvolt는 캐나다와 독일에 대규모 공장 두 곳을 건설 중이지만 먼저 진행중이던 스웨덴의 대규모 공장 건설 일정이 늦춰지고 있기 때문에 캐나다와 독일의 개발 계획이 늦어질 수 있다고 말한 바 있습니다.

몬트리올의 폴리테크닉대학의 트로티에 에너지 연구소(Trottier Energy Institute)의 과학 책임자인 노르망 무소(Normand Mousseau)는 전기차 판매가 전반적으로 여전히 증가하고 있지만 특정 지역에서는 성장이 둔화되고 있다고 밝혔습니다. 그는 이것이 제조업체에 영향을 미치고 있다고 말했습니다. 특히 북미 자동차 제조업체의 투자에 문제가 있어 전기차 개발이 다소 지연되고 있습니다.

한편 제조업체들은 산업을 둘러싼 정치가 어떻게 전개되는지 지켜보고 있습니다. 캐나다는 미국과 함께 중국산 전기 자동차에 100% 관세를 부과하여 "캐나다 근로자들에게 공평한 경쟁의 장을 제공하고" 캐나다의 초기 전기차 산업이 국내, 북미 및 전 세계에서 경쟁할 수 있도록 하겠다고 발표했습니다. Electric Mobility Canada의 사장 겸 CEO인 다니엘 브렌튼(Daniel Breton)은 정부가 중국산 전기차 배터리도 포함하도록 관세를 확대하면 현지 생산 수요가 늘어날 수 있다고 말합니다.

브레튼은 또 다른 불확실성은 미국 대선과 도널드 트럼프가 재선될 경우 일어날 수 있는 일이라고 말합니다. 트럼프와 그의 당은 전기차로의 전환에 대해 매우 강력하게 반발해 왔기 때문에 그가 실제로 당선된다면 북미에서 산업 전반이 둔화될 수 있습니다.

 

■ Grepow, 웨어러블 기기를 위한 금속 케이스 모양 LiPo 배터리 공개

 

중국 선전에 본사를 두고1998년부터 배터리를 개발해온 Grepow는 새로운 금속 케이스형 리튬폴리머 배터리 를 발표했습니다. 최신 스마트 웨어러블의 까다로운 요구 사항을 충족하고 향후 EU 규제 표준에 부합하도록 이 배터리는 설계되었습니다.

Grepow의 기존 제품들은 스택'방식으로 제조되며 파우치를 외장재로 주로 사용하여 모양과 크기를 맞춤화할 수 있는데 이번에 내구성이 뛰어난 금속 케이스를 적용하면서 배터리의 안전 기능이 향상되며 성능 저하 없이 혹독한 환경에서도 견딜 수 있게 설계되었습니다.

이 배터리는 향후 배터리 분리 가능성에 관한 EU 규정(EU) 2023/1542를 준수하도록 설계되었습니다.

주요 특징:

-      긴 수명: 1,500회 충전 후에도 85%의 용량 유지율을 달성하여 배터리 내구성의 새로운 기준을 제시합니다.

-      안전성: 밀폐형 배기 밸브로 개선되어 부풀어 오름을 방지하고 전반적인 셀 안정성을 높였습니다.

-      성능: 에너지 밀도가 5% 이상 증가하여 소형 기기를 더 오래 작동할 수 있습니다.

-      맞춤화: 다양한 가전제품의 특정 요구 사항을 충족하는 맞춤형 솔루션을 제공하여 설계 유연성과 신속한 프로토타이핑을 모두 지원합니다.

 

■ Epsilor, LAND 400 3단계 프로그램을 위해 Hanwha Defence Australia에 첫 번째 NATO 6T 리튬이온 배터리 공급

 

스마트 배터리 및 충전 시스템 개발 및 제조업체인 Epsilor가 한화디펜스 오스트레일리아(HDA)에 최초의 COMBATT 6T 배터리를 납품했습니다. ELI-52526-DM으로 표시된 이 새로운 배터리는 3,630Wh의 에너지를 저장하며 이는 업계 최고 에너지 밀도입니다. 컴뱃 배터리는 엄격한 테스트 과정을 거쳐 HDA의 최종 선택을 받았으며, LAND 400 3단계 프로그램의 일환으로 호주 육군에 공급될 레드백 보병전투차량(IFV)에 통합될 예정입니다.

이 배터리는 첨단 장갑차, 지상 로봇, 전술 에너지 저장 시스템, 미사일 발사대 및 레이더 시스템을 지원합니다. 컴뱃 배터리는 미국을 비롯한 수많은 국제 방위 기업 및 군 사용자들에게 납품되왔습니다. 특히 미 육군에서 사용할 수 있는 MIL-PRF-32565C 표준에 따라 엄격한 테스트를 거치고 있습니다. 이러한 테스트에는 총알 관통, 극한 온도 성능, 긴 사이클 수명 등이 포함되어 있어 가장 까다로운 군사 환경에서도 신뢰성을 보장하며 방위 차량, 전술 에너지 저장 애플리케이션 및 지상군 로봇 공학을 지원하도록 설계되었습니다.

 

■ 탄소 배출량이 낮은 EV 배터리 인클로저

 

프라운호퍼 공작기계 및 성형 기술 연구소(Fraunhofer Institute Machine Tools and Forming Technology) IWU의 연구원들은 COOLBat 공동 연구 프로젝트에서 파트너와 협력하여 전기차용 차세대 배터리 인클로저를 개발했습니다.

COOLBat 프로젝트는 독일 연방경제부 및 기후 변화 대응부의 자금 지원을 받아 Auto-Entwicklungsring Sachsen GmbH (AES); Basdorf, Lampe und Partner GmbH (BLP); Compositence; INVENT GmbH; iPoint-systems GmbH; LXT Group GmbH; MID solutions; Synthopol; Tigres; TRIMET Aliminium SE; Daimler AG 등이 참여했습니다. OLLBat프로젝트는 차세대 배터리 하우징으로 입증된 탄소 절감 경량 구조를 전기 자동차의 배터리 시스템용 인클로저로 사용하여 제조 시 배출되는 이산화탄소를 15% 줄이는 것이 목표입니다.전기

부하 분산 및 온도 조절 구조, 프레임, 뚜껑, 베이스 플레이트 등을 가진  현재의 배터리 인클로저는 여전히 탄소 배출량을 줄일 수 있는 잠재력을 지니고 있기 때문에 프로젝트 파트너들은 개별 시스템을 결합하고 더 작은 설치 공간에 더 많은 기능을 담으며 새로운 열 전도성 소재와 바이오 기반 난연 코팅을 사용하여 이를 달성하고자 합니다. 이 프로젝트에서 15개 파트너는 질량을 줄이기 위한 혁신적인 경량 구조 원리, 배터리 시스템 인클로저를 보다 친환경적으로 생산하고 사용 시 특성을 개선하기 위한 경량 건축 자재 및 생산 방법에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 이 파트너들은 설계 및 재료 수준에서 순환성 및 수리 가능성, 자원 및 에너지 효율성, 안전 및 화재 방지와 같은 측면을 중심으로 하는 광범위한 접근 방식을 추구하고 있습니다. 프라운호퍼 연구소의 IWU가 이 프로젝트를 조정하고 있습니다.

원리는 간단합니다: 인클로저가 가벼울수록 전력 소비가 감소하기 때문에 전기 자동차의 주행 거리가 늘어납니다. 프라운호퍼 IWU의 배터리 시스템 부서 프로젝트 매니저이자 과학자인 리코 슈머러(Rico Schmerler)는 "현재 배터리 시스템의 에너지 밀도는 개선의 여지가 많으며 배터리 인클로저는 그 핵심 요소입니다. 더 적은 인터페이스와 작은 설치 공간에 새로운 경량 구조 방식과 더 많은 기능을 통합하면 무게를 줄이는 동시에 탄소 배출량을 줄일 수 있습니다. 배터리 셀 수가 동일하더라도 질량을 줄이면 에너지 밀도를 높일 수 있으므로 주행 거리를 늘릴 수 있습니다. 인클로저 뚜껑을 섬유 복합 소재로 제작함으로써 강철로 만든 레퍼런스 대비 질량을 60% 이상 줄일 수 있었습니다." 라고 말했습니다.

 

하나의 구성 요소로 냉각 및 하중 지지 및 보호 기능

잠재적으로 무게를 줄일 수 있는 또 다른 방법은 이전에 열 및 기계 기능을 개별적으로 수행하던 인클로저의 개별 시스템을 결합하는 것입니다. 예를 들어, 프라운호퍼 제조 기술 및 첨단 재료 연구소 IFAM에서 주조한 냉각 채널은 크로스 빔과 같은 하중 지지 구조에 직접 통합됩니다. 또한 단일 구성 요소인 베이스 플레이트 내부의 알루미늄 폼은 냉각 기능과 더불어 돌의 충격과 사고로 인한 충격 에너지를 흡수합니다. 알루미늄 폼은 풍부한 열 및 냉각 에너지를 저장했다가 나중에 방출하는 데 사용할 수 있는 왁스의 일종인 상변화 물질(PCM: phase-change material)과 결합하여 배터리를 냉각하는 데 필요한 에너지의 양을 줄여줍니다. 베이스 플레이트는 프라운호퍼 IWU와 FES/AES가 개발하고 폼을 포함하여 프라운호퍼 IWU에서 생산했습니다. 이 구조물들은 유체가 채널을 통해 흐르면서 아래쪽뿐만 아니라 측면에서도 셀을 냉각시켜 기계적 부하와 과열로부터 배터리 셀을 한 번에 보호하며 셀을 냉각하는 데 필요한 전기를 줄이며 차량의 다른 곳에 냉각 요소를 제거할수 있습니다. 쯕 배터리 내부의 여러 모듈이 처리하던 작업을 단일 구성 요소인 베이스 어셈블리로 통합하여 설치 공간을 줄이고 인터페이스를 간소화하여 배터리 팩을  과열로부터 보호하고 사고 발생 시 배터리 코어의 손상을 방지합니다. 연구진은 메르세데스 EQS 배터리를 참조 및 기술 시연용으로 사용하고 있습니다.

 

새로운 열 패드가 기존의 열전도성 페이스트를 대체.

배터리에서 외부 쉘로 방출되는 열의 품질은 전기 자동차의 성능과 수명에 큰 영향을 미칩니다. 열 전도성 페이스트는 일반적으로 배터리 모듈의 열을 방출하기위해 사용되닌데 이 프로젝트의 목표 중 하나는 이러한 무겁고 지속 불가능한 페이스트를 친환경 열 전도성 재료로 대체하는 것입니다. 이를 위해 프라운호퍼 표면 공학 및 박막 연구소 IST는 플라즈마 공정을 사용하여 개방형 재사용 가능한 폼을 금속화한 다음 배터리와 인클로저 사이의 공간에 패드 형태로 배치하고 있습니다.

 

방화 성능을 향상시키는 생물기반 난연코팅

프라운호퍼 연구소, WKI(Wilhelm-Klauditz-Institut,)에서 개발한 새로운 난연성 코팅은 안전성을 개선하는 데 도움이 됩니다. 인클로저 뚜껑의 아랫면에 적용하여 화재가 아래의 배터리 셀로 번지는 것을 방지합니다. 이 코팅에는 석유 기반 재료를 대체하는 불연성 생물 기반 재료인 리그닌(lignin)도 포함되어 있습니다.

 

재사용을 고려한 디자인

강철로 제작되었던 기존 인클로저 뚜껑은 탄소와 수지로 만든 새로운 섬유 복합재 뚜껑 구조(towpreg)로 대체되어 부품의 질량을 크게 줄였을 뿐만 아니라 뚜껑을 재사용할 수 있게 되었습니다. 뚜껑, 프레임, 베이스 플레이트로 구성된 전체 시스템은 부품 수준까지 비파괴적으로 분해 및 제거할 수 있도록 설계되었습니다.

산업 분야로의 이전 전망

향후 이 프로젝트의 다양한 결과물을 기차, 항공기, 선박 등 대형 배터리가 사용되는 다른 애플리케이션과 산업 분야로 확장할 계획입니다. 냉각 시스템은 식품 및 의약품 운송에도 사용될 수 있으며, 화재 방지 솔루션은 건물에 사용될 수 있습니다.

  

■ Martin Luther University, 리튬 이온 배터리용 Gel충전재 개발

 

Martin Luther University Halle-Wittenberg(MLU)의 화학자들이 개발한 새로운 유형의 겔은 리튬 이온 배터리를 더 안전하고 강력하게 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 겔은 가연성이 높은 전해질 유체가 누출되는 것을 방지하도록 설계되었습니다. 초기 실험실 연구에 따르면 배터리의 성능과 서비스 수명도 향상됩니다. 연구자들은 저널 "Advanced Functional Materials"에 연구 결과를 보고했습니다.

MLU의 거대 분자 화학 연구 그룹 책임자인 볼프강 바인더 (Wolfgang Binder) 교수는 다음과 같이 말했습니다. 우리는 배터리 셀에 채울 수 있는 폴리머를 개발했습니다. 전해질은 이 물질에 결합되지만 이온은 전극 사이를 계속 자유롭게 순환할 수 있습니다. 충전물은 겔과 같은 일관성을 가지고 있으며 액체의 높은 전도성과 폴리머의 열 안정성 및 기계적인 안전성도 가지고 있습니다.

연구진은 피롤리디늄(pyrrolidinium)기반의 모노머에 이온성 액체를 열과 UV를 이용하여 공유가교 (Covalent crosslink)와 동적가교 (Dynamic crosslink) 방식으로 겔화시켜 겔 폴리머 전해질을 제조하였다.

 

이 겔 전해질은 폴리머의 기계적인 강도를 가지며 실온에서 10-4S/cm 의 높은 이온전도도를 가집니다. TFSI가 포함된 경우 최대 300도에서도 안정하며 5V이상의 고전압에서도 우수한 전기 화학적 특성을 보여줍니다.

 

■ Lumafield, 배터리 제조의 안전성과 품질 향상을 위한 새로운 배터리 분석 모듈 발표

 

Lumafield는 오늘 배터리의 안전성과 품질을 향상시키도록 설계된 강력한 새로운 도구인  배터리 분석 모듈  출시를 발표했습니다 . 이 모듈은 음극의 오버행 거리 측정, 파편 및 오염 물질 감지, 캔 무결성 평가, 층 박리와 같은 일반적인 결함 식별을 위한 자동화된 도구를 제공합니다. 강력한  추세 분석 및 통계적 공정 제어 도구 와 결합된 배터리 분석 모듈은 배터리 생산자에게 향상된 품질 솔루션을 제공하여 출하후의 품질결함으로 인한 위험성을 낮출수 있습니다.

Lumafield의 배터리 분석 모듈은 배터리 제조업체를 위해 특별히 설계된 장비로 산업용 X선 컴퓨터 단층촬영(CT: Computed Tomography) 스캔을 활용하여 배터리의 결함을 감지하고 시각화하여 보여줄수 있습니다. CT결과를 분석하기 위해 Lumafield가 개발한 클라우드 기반 소프트웨어인Voyager는 Lumafield의 CT 스캐너(사무실 친화적인 Neptune 스캐너  및 자동화된 라인 준비  Triton 검사 솔루션) 와 완벽하게 통합되어 엔지니어에게 초기 R&D에서 대량 생산에 이르기까지 제품 개발 프로세스의 모든 단계에서 제품의 상태를 진달할수 있는 단일 통합 플랫폼을 제공합니다.

■ BAIYU Holdings, 자회사통해, 이집트의 365개 충전 및 배터리 교환소 프로젝트 협력

 

중국의BAIYU Holdings는 B2B  상품 전자상거래 플랫폼 및 공급망 서비스 공급업체입니다. 현재 이 회사는 태양광, 에너지 저장 전력 및 고속 충전 발전소와 새로운 에너지 산업을 위한 서비스 분야에서 새로운 사업을 확장하는 데 주력하고 있습니다.

BAIYU는 자회사인 선전 진통위안 에너지 저장 기술 유한공사(Shenzhen Jintongyuan Energy Storage Technology)를 통해 이집트 카이로에 본사를 둔 B2B 상품 전자상거래 플랫폼 기업인 애들러 인터내셔널(Adler International) 과 이집트 카이로에 충전소 및 교환소를 건설하고 운영하는 데 협력하기로 하는 의향서(LOI)를 체결했습니다.

이번 LOI는 중동 및 아프리카("MEA") 지역 에너지 저장 분야로의 글로벌 확장에 중요한 돌파구가 될 것입니다. LOI에 따라 회사는 에너지 저장 시스템, 충전 파일 및 스와핑 장비를 제공하고 충전 및 스위칭 스테이션의 계획 및 건설을 감독하기로 합의했습니다. 양사는 새로 설립될 이집트 합작사를 통해 충전소를 공동으로 운영 및 관리하기로 합의했습니다. 이집트 정부가 전액 자금을 지원하는 이 프로젝트는 카이로에 있는 365개의 충전소 및 교환소를 계획, 개조 및 재건축하는 것으로, 초기 투자 비용은 스테이션당 약 150만 달러, 총 5억 4750만 달러이며 추후 건설 규모에 따라 달라질 수 있습니다.

  

■ Amprius, 경형 전기 자동차 분야 Fortune Global 500 리더와 LOI 체결

 

실리콘 애노드 플랫폼을 보유한 리튬 이온 배터리 제조사인 Amprius는Fortune Global 500에 속한 기업과 LEV(Light Electric Vehicle) 에 적용할 고에너지 SiCore™ 원통형 셀을 개발하기 위한 비구속적 의향서("LOI")에 서명했다고 발표했습니다. LOI는 양 당사자가 향후 5년간 적용될 상업적 공급 계약을 체결하려는 의도를 보여줍니다.

구체적으로 Amprius는 회사명을 밝히지 않았지만 Fortune Global 500에 속하는 이 기술 회사는 LEV 산업에서 강력한 입지를 확보하고 있으며 Amprius와의 전략적 파트너십을 통해 제품 제공을 개선하고자 합니다. LOI에는 Amprius에 제안된 계약 기간 동안 2GWh를 초과하는 배터리 생산 주문을 제공할 수 있습니다.

 

이 LOI에 따라 Amprius는 현재 산업 표준보다 25% 용량이 향상된SiCore 재료를 기반으로 고에너지 밀도 원통형 셀을 설계하고 제공할 것입니다. Sicore는 최대 400Wh/kg의 높은 에너지 밀도와 1200사이클의 긴 수명을 제공하도록 설계되었습니다.

Amprius는 제조 파트너십을 맺은 계약업체와  1억 2,500만 개 이상의 SiCore 원통형 셀 연간 생산 용량을 확보했으며 추가 용량은 2025년에 제공될 예정입니다.

 

■ Sheffield 대학, 열폭주 가스배출에 대한 메타분석 발표.

 

영국의 연구 중심대학교의 연합인 러셀그룹의 일원인 Sheffield대학의 화학 및 생물공학과 교수인 Sol Brown과 그 연구팀은NCM과 LFP배터리의 열폭주시 배출되는 가스에 대해 연구한 60편의 논문을 메타분석을 수행하였고 그 결과를 Journal of Energy Storage  에 “Review of gas emissions from lithium-ion battery thermal runaway failure — Considering toxic and flammable compounds”라는 제목으로 발표했습니다.

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열폭주 과정 및 위험성

리튬이온 배터리의 열폭주의 주반응 요약

온도 (℃)	반응
>70	리튬염분해 및 용매와 고체 전해질 계면(SEI)과의 반응
90–130	SEI가 분해되어 음극-전해질 반응으로 이어짐. 열 발생이 적음.
90–230	리튬과 전해질이 반응하여 C2H4, C2H6 및 C3H6와 같은 가스가 생성됨.
120–220	전해질이 증발하여 추가 가스 생성으로 셀의 압력이 증가하여 각형셀의 벤트가 열리거나 파우치가 열리면서 가스의 초기 배출 (1차 배출)이 일어남. 분리막은 130℃에서 190℃에서 녹음.
160	열 발생이 증가함 - '자체 가열'단계에서 '열 폭주'로 진행되며 격렬한 가스 및 입자 방출 (2차 배출).
200–300	전해질 분해가 발생하며 온도가 빠르게 상승하고 금속 산화물 양극이 분해되어 산소를 생성함. O2는 전해질의 산화로 이어짐 -> CO2 및 H2O

 

솔 브라운(Sol Brown) 교수는 “전기 자동차의 판매와 생산이 늘어나면서, 전기 자동차가 고장나서 화재가 발생할 경우 어떤 위험을 초래할지 제대로 이해하지 못한다는 우려가 제기되고 있습니다. 오랜기간 충분히 연구가 되어온 가솔린 및 디젤 차의 화재와 달리 리튬이온 배터리 화재는 비교적 연구가 부족합니다. 이로 인해 화재가 발생할 경우 효과적으로 대처할 수 있는 능력이 제한됩니다. 이러한 격차를 해소하기 위해 수행한 메타 분석은 몇 가지 주요 결과를 강조하고 향후 배터리 안전성을 개선하기 위한 추가 연구에 대한 권장 사항을 제시합니다. 리튬 이온 배터리가 과열되어 화재가 발생할 경우 이 과정에서 폭발할 수 있는 가스가 방출되어 심각한 부상을 일으킬 가능성이 있으며 또한  일산화탄소  와  불화수소와 같이 방출되는 가스 중 일부는 유독하며 독성 위험이 있습니다. 그러나 열폭주사고 시 배출되는 가스에 대한 연구 결과는  명확하게 분석되지 않고 있습니다.”라고 말했습니다. Sol Brown교수와 연구팀은 이를 구체적으로 분석하기위해 특히 전기자동차에 많이 사용되고 있는 NCM과 LFP배터리를 분석하는데 초점을 맞추었습니다.

논문의 주요결과는 아래와 같습니다

• 배터리가 커질수록 배터리에서 방출되는 가스의 총량은 늘어나지만, 생성되는 특정 가스 자체는 변하지 않습니다.
• 배터리의 모양은 중요합니다. 각형 셀은 파우치형 셀보다 더 많은 가스를 방출하고 원통형 셀은 가장 적게 방출합니다.

• NMC 배터리는 LFP보다 더 많은 가스를 방출하지만 LFP 배터리는 훨씬 더 독성이 강합니다.

• 배터리 충전량은 독성에 영향을 미칩니다. NMC 배터리의 경우 0%에서 100% 충전 시 오염된 부피가 두 배가 되는 반면, LFP 배터리의 경우 절반으로 줄어듭니다.

• LFP 배터리는 수소를 더 많이 생성하는 반면 NMC는 일산화탄소를 더 많이 생성합니다. 연구자들은 가스가 발화할 가능성을 결정하기 위해 하한 가연 한계(LFL: Lower Flammable Limit)라는 것을 살펴보았습니다. LFL이 낮을수록 가스가 발화하기 쉽습니다. 불활성 분위기에서 LFL 수준은 LFP 6.2%, NMC 7.9%이므로 LFP 배터리는 더 큰 가연성 위험을 나타냅니다.

이번 논문의 목적은 리튬 이온 배터리의 열 폭주로 인한 화재, 폭발, 독성 위험에 대한 위험성 평가에 도움을 주는 중요한 자료를 제공하는 것입니다.

논문에서는 리튬 이온 배출가스에 대한 이해를 더욱 발전시키기 위해 더 세부적이고 광범위한 실험이 진행되어야함을 명시하고 있습니다.

 

■ Arizona대학, 머신러닝을 활용한 자동차 배터리 화재 예방 방안 제시

 

Arizona 대학교 박사과정Basab Goswami가  주도한 새로운 연구에서 그는 머신러닝 기술을 이용해 전기차 배터리의  온도 급증을 예측하고 열폭주를 방지할 수 있는 방법을 제안했습니다. 연구 내용은 “Advancing battery safety: Integrating multiphysics and machine learning for thermal runaway prediction in lithium-ion battery module”라는 제목으로  Journal of Power Sources에 게제됐습니다.

고스와미와 항공우주 및 기계 공학 교수이자 프로젝트 수석 연구원인 비탈리 유르키프(Vitaliy Yurkiv)는 다중물리학 및 머신 러닝 모델을 사용하여 열 폭주라고 알려진 리튬 이온 배터리 과열을 감지, 예측 및 식별하는 프레임워크를 개발했습니다.

고스와미는 미래에는 이 프레임워크가 전기 자동차의 배터리 관리 시스템에 통합되어 배터리 과열을 막아 운전자와 승객을 보호할 수 있을 것이라고 말했습니다.

전기 자동차 배터리 팩은 밀접하게 연결된 배터리 "셀"로 구성됩니다. 오늘날의  전기 자동차는  각 배터리 팩에 많게는1,000개 이상의 셀을 가질 수 있습니다. 한 셀에서 열 폭주가 발생하면 주변 셀도 가열될 가능성이 높아 도미노 효과가 발생합니다. 그런 일이 발생하면 전기 자동차의 전체  배터리 팩이  폭발할 수 있습니다.

이를 방지하기 위해 연구자들은 배터리 셀을 둘러싼 열 센서를 사용하여  과거 온도 데이터를  머신 러닝 알고리즘에 공급하여  미래 온도를 예측하는 것을 제안했습니다. 이 알고리즘은 열폭주가 언제 어디에서 시작될 가능성이 있는지 예측합니다.  열폭주가 시작되는 핫스팟의 위치를 ​​알수 있다면, 배터리가 열폭주에 도달하기 전에 멈출 수 있는 몇 가지 솔루션을 적용할수 있을것입니다 

 

■ 24M, 태국 라용에 새로운 R&D 및 제조 시설 발표

 

24M은 태국 라용(Rayong)에 위치한 새로운 제조 및 R&D 시설을 발표했습니다. 24M의 파트너이자 라이선스 보유자인 Nuovo + 와 공동 개발 및 인수한 71,000평방피트(6,600평방미터) 규모의 이 시설은 최대 100MWh의 24M SemiSolid 배터리 셀을 생산할 수 있는 완전 통합 파일럿 제조 시설입니다.

이 새로운 시설은 24M의 배터리 기술 제품군의 상용화를 가속화하고 글로벌 파트너와 긴밀히 협력하고 보다 신속하게 대응할 수 있게 해줄 것으로 기대됩니다. 24M은 이미 인도의 선도적인 모빌리티 OEM을 위해 라용 공장에서 파일럿 생산을 시작했으며 올가을에 초기 검증 샘플을 제공할 예정입니다.

새로 인수한 라용 공장은 다음과 같은 24M의 핵심 기술 및 혁신을 시연, 발전, 제공하기 위한 본격적인 파일럿 제조 운영을 제공합니다.

 

24M SemiSolid and 24M Liforever - 이 시설은 바인더가 없는 24M 세미솔리드 전극을 생산하는 상용 규모의 공정을 시연하고 일반적으로 버려지는 흑연 및 LFP를 포함한 폐배터리 재료를 보다 효율적이고 저렴하며 친환경적인 직접 재활용 공정인 24M 라이프오버를 개발할 수 있는 역량을 갖추게 됩니다. 이 공정은 수명이 다한 리튬 이온 배터리를 재활용하여 비용을 크게 낮추고 CO2가 거의 없는 활성 물질을 생산하는 실행 가능한 방법을 입증한 최초의 공정입니다.

 

24M Impervio - 이 혁신적인 배터리 분리ᄆᅠ막은 전기 자동차, 전기 자전거, 에너지 저장 시스템, 스마트폰 및 기타 모든 리튬 이온 애플리케이션에서 배터리 화재에 대한 우려가 높아지는 문제를 해결합니다. 이 획기적인 혁신은 내부 단락으로 인한 치명적인 화재와 대량 리콜을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이 분리막은 금속 불순물, 전극 정렬 불량, 분리막 주름, 시간이 지나면서 발생하는 불가피한 리튬 덴드라이트 형성 등 공정 결함으로 인한 금속 및 리튬 덴드라이트의 전파를 방지하여 이를 실현합니다. 임퍼비오는 결함 예방 외에도 내부 단락이 발생하기 전에 이를 감지하여 페일 세이프 작동을 가능하게 하고 대량 리콜을 방지할 수 있습니다.

 

Unit cell 및 24M ETOP - 24M 제조 플랫폼은 셀과 모듈을 없애고 전극을 팩에 직접 통합할 수 있는 밀봉된 음극-양극 Unit cell을 생성합니다. 이 공정은 패킹 효율을 최대 40%까지 향상시키는 동시에 조립 공정을 간소화하고 필요한 재료를 줄입니다. 이를 통해 더 낮은 비용으로 더 높은 에너지 밀도의 팩을 생산할 수 있습니다.

 

리튬 메탈 - 24M은 새로운 리튬 메탈 전해질 24M Eternalyte를 포함한 기술 포트폴리오를 결합하여 안전하고 수명이 긴 고에너지 밀도 배터리를 제공할 것입니다. 이러한 혁신을 통해 리튬 금속 배터리의 사이클 수명과 급속 충전 속도를 크게 개선하여 과거에는 달성할 수 없을 것으로 여겨졌던 1,000마일 배터리를 생산할 수 있게 되었습니다.

 

■ 중국의 글로벌 배터리 용량 증가는 멈추기 힘들 것.

 

Reuters의 브레이킹 뷰 칼럼니스트인 카트리나 해밀린 (Katrina Hamlin)은 배터리 산업을 아래와 같이 전망했습니다.

중국의 전기 자동차는 배터리 구동 주행의 새로운 시대로 접어들었습니다. 이제 BYD의 Seal과 장성기차의 펑키 캣과 같은 중국산 전기차들은 미국과 유럽연합이 중국산 전기차의 관세를 인상하는등의 국제적인 저항을 받고 있습니다. 중국산 배터리는 전기차에 이어 무역 제한의 다음 타깃이 될 것이 분명합니다. 하지만 이 싸움에서 서방이 승리하기는 훨씬 더 어려울 것입니다.

중국은 배터리 강국입니다. 1,150억 달러 규모의 CATL은 2024년 상반기에 전기 자동차에 사용되는 전 세계 전력 전지 시장의 3분의 2를 차지하는 것으로 추정됩니다. 다른 중국의 배터리 기업들도 빠르게 성장하고 있습니다. 1월부터 6월까지 장성기차의 배터리 자회사인 SVOLT의 생산량은 두 배 이상 증가했으며, 경쟁사인 CALB, Guoxuan, CATL 및 BYD는 모두 2023년에 비해 5분의 1 이상 성장한 것으로 나타났습니다. CATL은 작년에 400억 위안(56억 달러) 이상의 수익을 거두는 등 수익성도 높습니다.

 

국제무역센터(International Trade Centre)에 따르면 2015년부터 2023년까지 중국에서 수출되는 리튬 배터리의 총량은 약 두 배로 증가했습니다. 미국과 유럽은 중국산 전지의 주요 구매자가 되어 스웨덴의 Northvolt와 같은 현지 배터리 제조사를 압박하고 있습니다.

지난 5월 조 바이든 대통령은 배터리와 그 부품 수입에 대한 관세를 기존 7.5%에서 25%로 인상할 계획을 발표했습니다. 2025년부터 전기 자동차에 최대 7,500달러까지 보조금을 지급하는 그의 대표적 인플레이션 감소 법안은 "외국 우려 대상"에서 배터리 재료를 추출, 가공 또는 재활용한 차량을 명시적으로 제외합니다. 이 용어는 중국에 본사를 두거나 법인을 설립한 기업과 정부가 25% 이상의 지분, 의결권 또는 이사회 의석을 보유하고 있는 기업을 포함합니다. 또한 중국 제조업체는 초당적 인프라 법의 60억 달러 규모의 배터리 및 배터리 제조에 필요한 핵심 광물에 대한 크레딧에서 제외됩니다.

브뤼셀의 EU 정책 입안자들은 중국산 배터리에 대해서도 비슷한 장벽을 세우고 있습니다. 추가 관세를 도입하지는 않았지만, 현지 및 책임 있는 소싱에 대한 수많은 지침으로 인해 무역은 점점 더 비용이 많이 들고 복잡해지고 있습니다. 2030년부터 자동차 및 관련 부품을 포함한 배출 집약적 수입품에 부과금을 부과하는 EU의 탄소 국경세도 마찬가지입니다. 이러한 노력은 중국과의 정치적 관계가 더욱 어려워짐에 따라 더욱 강화될 것으로 보입니다. 주요 전략적 경쟁국에 대한 미국의 의존도를 최소화하려는 미국의 노력은 초당적으로 폭넓은 지지를 받고 있습니다. 관리들은 또한 군사적 용도로 사용되는 잠수함과 드론과 같이 배터리가 필수적인 이른바 이중 용도 제품에 중국 기술이 사용되는 것에 대해 우려하고 있습니다.

IRA는 바이든의 대표적인 정책 중 하나이지만, 도널드 트럼프가 백악관으로 돌아간다고해도 이를 전면적으로 뒤집는 것을 주저할 것입니다. 세금 공제 제도에 의해 촉발된 배터리 관련 투자는 공화당 성향의 주에 집중되어 있기때문입니다.

그러나 중국 공급업체로부터 성공적으로 탈피하려면 서방 국가들은 대안을 개발해야 합니다. 세계 시장 점유율 합계가 23.5%에 달하는 LG 에너지 솔루션, SK 온, 삼성SDI 등 한국의 배터리 대기업들이 미국과 유럽연합에서 사업을 확장하고 있습니다. 그러나 이 세 기업에 의존하는 것은 중국의 대형 경쟁업체의 기술력에 뒤처진다는 단점이 있습니다. 예를 들어, 이 3업체는 지금까지 점점 인기를 얻고 있는 LFP베터리의 대량 생산에 성공하지 못했습니다.

배터리 기술의 발전으로 신생 기업이 기존 선두 업체를 뛰어넘을 수 있습니다. 가장 유망한 전망은 전고체 배터리입니다. 이는 더 높은 에너지 밀도를 제공하여 자동차에 동력을 공급하는 팩을 더 작고 가볍게 만들 수 있습니다. 선구자들은 이 과학을 실험실 밖으로 끌어내기 위해 경쟁하고 있지만, 아직 명확한 선두 주자는 없습니다.   전고체 시장에서 미국과 중국은 2030년까지 각각 이 시장의 약 3분의 1을 차지할 것으로 예측합니다. CATL과 BYD를 비롯한 중국의 선도 기업들은 전고체 배터리를 연구하고 있습니다. 세계 최대 자동차 제조업체인 도요타 자동차는 전고체 배터리가 장착된 차량을 도로에 투입하는 데 3년이 걸릴 수 있다고 말합니다. 폭스바겐과 협력관계인 전고체 배터리 제조기업 퀀텀스케이프도 마찬가지입니다.

그러나 중국 배터리 제조업체를 추월하는 것은 쉽지 않은 일입니다. 전고체 배터리 역시 여전히 리튬이 사용되며 일부 버전에는 흑연, 니켈, 코발트도 필요합니다. 중국 및 아시아 연구기구에 따르면 중국은 전 세계 리튬 매장량의 약 7%만 보유하고 있지만, 리튬 화학 생산량의 약 80%를 통제하고 있으며, 니켈과 코발트에서도 우위를 점하고 있습니다. 중국은 최근 미국이 해외 공급에 대한 제한을 철회해야 할 정도로 흑연에 대한 장악력이 높습니다. 이러한 이유로 포드 자동차와 배터리 제조업체들은 미국 무역대표부(USTR)에 해당 소재의 수입에 대한 관세를 완화할 것을 촉구하고 있습니다.

 

엔지니어들이 음극과 양극을 위한 새로운 제조법을 개발한대해도 중국에서 필요한 재료를 가공하는 데 드는 비용이 여전히 저렴할 것입니다. 중국은 현재 다른 나라에서 생산되는 배터리의 약 4분의 3 가격으로 배터리를 생산하고 있습니다. 연구 개발 비용도 중국이 더 저렴합니다. 작년 BYD의 채용중 연구원은 80%를 차지했습니다. 대규모 국내 고객을 기반으로 하는 중국 시장은 중국 기업들에게 새로운 아이디어를 빠르고 저렴하게 확장하고 상용화할 수 있는 방대한 시험장을 제공합니다. 현지 언론에 따르면 전 세계 전고체 배터리 관련 특허 출원의 5분의 2가 중국에서 이루어지고 있습니다. 국가 지원은 비용을 더욱 낮춰줍니다. 작년에 CATL은 정부 보조금을 가장 많이 받은 기업이라고 닛케이는 보도했습니다. 전략 및 국제 연구 센터에 따르면 이 회사는 2023년에 2022년의 두 배인 8억 달러 이상을 수령한것으로 알려져 있습니다.

그러나 중국의 배터리 전문가들은 중국이 마냥 우세하다는 현 상황을 당연하게 여기지 않습니다. 지난 1월 칭화대학교의 한 교수는 신기술의 부상으로 인한 위험에 대비하지 않으면 중국이 배터리 분야에서 주도권을 잃을 수 있다고 경고했습니다. 로이터 통신은 5월 소식통을 인용해 중국 정부가 6개 기업과 60억 위안 이상을 투자해 고체 기술을 육성하는 프로젝트를 조정하고 있다고 보도했습니다. 차세대 배터리 기술 전쟁에서 중국이 승리를 선언하기에는 아직 이릅니다. 그러나 현재 중국이 대량 생산과 혁신 모두에서 우위를 잃는다는 것은 상상하기 어렵습니다. 중국의 글로벌 배터리 광풍은 멈추기 어려워 보입니다

 

■ theion, 베를린에 sulfur-crystal battery기술 센터 개관

 

베를린에 본사를 둔 크리스탈 배터리 개발 회사인 theion은 과학 기술 공원인 아들러스호프 (Adlershof)에 새로운 기술 센터의 개소식을 열었습니다. 이곳에서 회사의 획기적인 크리스털 배터리가 개발되고 있습니다.

theion의 배터리 혁신은 유해하고 집약적인 채굴을 통해 얻어진 부산물로 황을 생산하는 기존 방식을 사용하지 않고 황을 생산할수 있는 새로운 공정을 적용한다는 것입니다. 이렇게 얻어진 황은 니켈과 코발트 등의 금속 함량이 높은 양극재를 매우 효과적이고 효율적으로 대체할 수 있는 소재입니다. 황은 기존 최첨단 리튬 이온 배터리에 사용되는 양극재보다 99% 저렴할 뿐만 아니라 원료부터 완제품 셀까지 생산하는 데 필요한 에너지도 훨씬 적습니다.

 

theion의 특허받은 황 결정 배터리(sulfur-crystal battery) 는 현재 배터리 기술의 1/3에 불과한 셀 비용, 1/3에 불과한 CO₂ 발생, 3배의 에너지 밀도를 목표로 합니다. 이 획기적인 기술을 통해 가볍고 탄소 중립적인 지속 가능한 배터리를 생산하여 전기차와 고정식 ESS에 사용할 수 있을것입니다.

새로운 기술 센터 실험실에는 완벽한 장비를 갖춘 합성 실험실, 글러브박스 실험실, 사이클링 실험실과 1MWh의 반자동 셀 조립라인등이 있습니다. 이를 통해 theion은 배터리 산업을 혁신하는 작업을 가속화할 수 있습니다.

theion 회장 게르하르트 크롬메 박사 (Dr. Gerhard Cromme)는 "아들러호프에 기술 센터를 오픈한 것은 테온의 중요한 진전입니다. 이사회와 저는 지금까지의 진전에 매우 만족합니다. 이 새로운 시설을 통해 우리 팀은 전기 모빌리티와 에너지 저장의 미래를 주도하는 혁신적인 기술 개발을 가속화할 수 있을 것입니다." 라고 말했습니다.

최근 theion은 특허받은 리튬 금속 음극을 이용한 배터리를 독일의 독립 연구 기관을 통한 제3자 테스트에서 2000회 충전 및 방전 사이클을 달성하여 고속 충전 기능을 갖춘 안전하고 에너지 밀도가 높은 배터리의 길을 열었다고 발표했습니다.

 

■ Constellium주도 ALIVE프로젝트,무게 12~35%감소된 EV배터리 인클로저 개발

 

프랑스 파리에 본사를 두고 알루미늄을 이용한 다양한 제품을 생산하는 Constellium은 자사기 주도하는 연구 협력 프로젝트인 ALIVE ( ALuminium Intensive Vehicle Enclosures)의 연구 결과를 발표했습니다.

런던 브루넬 대학교의 Constellium 대학 기술 센터(UTC: University Technology Center)는 전기차용 구조용 알루미늄 배터리 인클로저 개발에 중점을 둔 이 프로젝트의 수석 파트너였습니다. 1,500만 파운드 규모의 이 프로젝트는 영국 정부 보조금의 절반을 첨단 추진 센터(APC)를 통해 지원받았으며, 2020년에 시작되었습니다.

6개의 산업 파트너(BMW, Constellium, EXPERT Technologies Group, Innoval Technology, Powder tech, Volvo)와 2개의 대학 기술 파트너인 런던 브루넬 대학교(BCAST), 워릭 대학교(WMG)로 구성된 컨소시엄은 프로젝트의 OEM 파트너인 BMW와 Volvo를 위해 까다로운 성능, 제조, 무게 및 비용 목표를 충족하는 새로운 알루미늄 배터리 인클로저 디자인을 개발했습니다. 이 프로젝트에 참여한 팀들은 고성능, 경량, 비용 효율적인 알루미늄 디자인을 만들기 위해 Constellium의 고강도 및 고충돌 합금 제품군인 Constellium HSA6 및 Constellium HCA6과 함께 광범위한 접합 및 성형 기술을 조사하고 구현했습니다.

이 프로젝트를 통해 본격적인 배터리 인클로저 프로토타입 제조 라인도 구축할 수 있었습니다. 다양한 차량 플랫폼을 위한 여러 가지 1:1 스케일 프로토타입이 제작되어 측면 기둥 충돌/측면 충격, 바닥 침입, 가속, 충격, 진동, 누출 테스트 등 여러 가지 엄격한 테스트 요건을 통과했습니다. 또한 내화성을 위한 코팅 알루미늄 솔루션의 우수한 성능도 입증했습니다. ALIVE 프로젝트의 일환으로 개발된 배터리 인클로저 설계 및 관련 제조 기술을 통해 팀은 기존 OEM 알루미늄 및 강철 설계에 비해 설계에 따라 12%에서 35%까지 무게를 줄이면서도 성능 목표를 충족하거나 초과 달성할 수 있었습니다.

또한 제조 비용을 정량화하고 자본 지출을 최소화하기 위한 비용 모델 개발을 지원하여 향후 산업화 의사결정 프로세스를 지원했습니다. 빠르게 진화하는 전기차 시장에 발 빠르게 적응하고 OEM의 구조적, 비구조적, 모듈 대 팩, 셀 대 팩 배터리 인클로저 전략을 지원하는 다양한 기술을 개발해야 했습니다. 또한 컨소시엄은 외부 패널의 검증을 통해 요람에서 무덤까지 전체 수명 주기 평가(LCA)를 제안하여 보조적인 강철 설계에 비해 알루미늄 솔루션의 이점을 입증했습니다.

Constellium 팀은 이미 트럭 및 SUV용 가슴 배터리 팩과 같은 다른 인클로저 유형에 설계 철학을 적용하고 있으며, 탄소 발자국을 더욱 개선하기 위해 까다로운 알루미늄 제품 형태에 재활용 함량이 높은 합금을 사용하는 것을 검증하고 있습니다. Constellium은 알루미늄 압출 및 프로토타입 자동차 부품을 대규모로 개발하고 테스트하는 전용 센터인 런던 브루넬 대학교의 대학 기술 센터(UTC)에서 프로젝트를 위한 알루미늄 압출품을 설계 및 생산하고 있습니다.

 

■ Freudenberg Sealing Technologies, 새로운 cell cap과 cell envelope적용으로 배터리 수명연장

 

Freudenberg Sealing Technologies는 Cell의 Jellyroll을 감싸 캔과 절연시키는 cell envelope을 부직포로 제작한 새로운 제품을 선보였습니다.

 

부직포로 제조된 Cell envelope

기존의 Cell envelope으로 사용되던 제품은 폴리에스테르 재질로 된 Mylar필름이었습니다. Freundenberg의 Cell envelope은 부직포 소재로 구성되어 있으며, 기존 필름과 마찬가지로 조립 중에 셀 스택을 보호하고 필요한 전기 절연을 제공합니다. Freundenberg가 개발한  부직포 소재는 초균질 기공 구조를 형성하는 섬유 네트워크로 구성됩니다. 섬유는 영구적인 전해질 습윤성을 위해 표면 처리됩니다. 이로 인해 셀이 채워질 때 가스가 갇힐 위험이 낮아지고 셀 스택이 수명 동안 습윤 상태를 유지하는 데 도움이 됩니다. 전해질로 채워진 부직포 소재는 열 전도도가 더 높아져 셀 내부의 열 관리도 개선됩니다. 스펀지와 유사하게 부직포에 흡수된 전해질은 셀에 추가 전해질 저장고를 만들어 수명이 진행될수록 셀이 팽창하게되면 부직포가 압축되어 전해액이 방출되어 셀에 추가 전해질을 공급하게됩니다. 또한 두꺼운 부직포층은 셀이 팽창하는 압력을 흡수할수 있으며 Jelly roll이 균일하게 하중을 받게 하여 리튬 덴드라이트형성의 위험을 줄여줍니다.

 

Cell cap

Freundenberg는전기 자동차의 안전성과 성능을 높이기 위해 셀 제조업체와 협력하여 개발한 맞춤형  셀 캡을 제공합니다 . 셀의 열 폭주 시 누출되는 가스를 분산시키는 벤트를 포함하여 모든 필수 기능이 통합되어 있습니다. 이러한 제품은 현지 시장을 위해 가능한 가장 낮은 탄소 발자국과 IATF 16949와 같은 자동차 표준에 따라 현장에서 제조됩니다. 내부 전극에 용접된 셀 캡은 배터리 셀을 효과적으로 밀봉하고 절연합니다. Freudenberg Sealing Technologies의 셀 캡은 절대적으로 가스가 새지 않는지 테스트되었으며 배터리의 수명 주기 내내 이 용량을 유지합니다. 이를 통해 광범위한 작동 조건에서 최적의 성능을 보장하고 가스 누출 위험을 최소화하며 안전성을 높입니다. 사용된 재료는 다양한 전해질과의 테스트를 통해 반응하지 않는 소재임을 확인했습니다.

 

자동차 OEM

■ 일본정부, 국내 전기 자동차 배터리 생산에 최대 24억 달러의 신규 지원을 제공할 예정

 

일본정부는 자국내 배터리 공급망을 강화하고자 전기 자동차용 배터리 생산에 대한 보조금을 더 많이 지급하고, 토요타 자동차및 기타 주요 기업 의 관련 프로젝트에 최대 24억 달러를 지원하겠다고 약속하였습니다.

사이토 켄 경제산업성 장관은 기자들에게 정부가 축전지 또는 그 부품, 소재, 생산 장비와 관련된 12개 프로젝트에 최대 3,500억 엔(24억 4,000만 달러)을 지원할 것이라고 말했습니다.

사이토 장관은 정부 지원에는 Toyota, Nissan에 대한 투자지원과  Panasonic Holdings와 자동차 제조업체인 스바루 (Subaru) 마쯔다 (Mazda)가 공동으로 진행하는 프로젝트도 보함된다고 말했습니다. .

일본 언론은 이러한 조치를 통해 일본의 연간 축전지 생산 용량이 현재 80GWh에서 약 50% 증가해 120기가와트시(GWh)에 달할 것이라고 보도했습니다.

이번 지원은 정부가 작년 6월 축전지 생산에 약 10억 달러의 보조금을 지급하고 2023년 4월에 1차 보조금을 지급하겠다고 약속한 이후 나온 것입니다. 도요타는 배터리 자회사인 프라임 플래닛 에너지 & 솔루션(Prime Planet Energy & Solutions)과 프라이머스 EV 에너지(Primearth EV Energy)에 총 약 2450억 엔을 투자해 전고체 및 각형 배터리 생산 능력을 9GWh까지 높일 것이라고 밝혔습니다.

도요타는 2026년 11월부터 전고체 배터리 공급을 시작할 예정입니다. 요미우리 신문에 따르면 이 계획에는 효고현과 후쿠오카현에 배터리 공장을 건설하는 것이 포함됩니다. 토요타는 성명에서 차세대 및 전고체 배터리 개발 및 생산 계획을 인증했다고 확인했지만 투자 금액이나 새 공장에 대한 정보는 공개하지 않았습니다..

닛산은 또한 정부로부터 LFP 배터리 생산 계획에 대한 인증을 받았다고 밝혔습니다. 닛산은 2028 년 부터 이러한 배터리를 소형차에 설치하는 것을 목표로 연간 5GWh의 국내 생산 능력을 확보하기 위해 최대 555억 엔의 지원을 받을 것이라고 밝혔습니다. 테슬라(TSLA.O)에 배터리를 공급하는 파나소닉의 에너지 부문과 스바루는 공동 성명에서 2028 회계연도부터 원통형 리튬이온 배터리를 공급하기 위해 도쿄 북부 군마현에 공장을 설립할 것이라고 발표했습니다.

파나소닉 에너지는 2027 회계연도부터 오사카현의 공장에서 스바루에 이러한 배터리를 공급할 것이라고 밝혔습니다. 총 4,630억 엔이 투자될 예정이며, 2030년까지 군마 공장에서 연간 16GWh의 생산 능력을 목표로 하고, 오사카 공장에서는 연간 4GWh를 추가로 공급할 계획입니다.

별도로, 파나소닉 에너지는 2027년부터 오사카에 위치한 스미노에와 가이즈카 공장에서 마쓰다용 EV 배터리를 생산하며, 마쓰다는 이 배터리를 패키징할 것이라고 두 회사는 공동 성명에서 발표했습니다.

 

■ 폭스바겐 - 독일 배터리 공장, 비용 압박 속 절반 용량 유지

 

폭스바겐의 배터리 자회사인 PowerCo는 전기 자동차 수요 둔화에 현재 독일 잘츠기터(Salzgitter) 공장에 계획된 두 개의 생산 라인 중 하나만 건설할 것이라고 노사협의회는 밝혔습니다. 폭스바겐 그룹 기술 책임자 토마스 슈몰(Thomas Schmall)은 목요일 직원 회의에서 잘즈기터 공장에는 20기가와트시 용량의 생산 라인 두개가 있지만 한 개라인만 건설중이며 다른 하나는 계획이 보류된 상태라고 말했습니다.

PowerCo대변인은 여전히 계획대로 2025년에 잘츠기터에서 생산을 시작할 계획이라고 말했지만 생산 능력을 추가로 확장하는 것은 수요에 따라 유연하게 추진될 것"이라고 덧붙였습니다. PowerCo가 발표한 독일의 잘츠기터, 스페인 발렌시아(Valencia), 캐나다 온타리오 (Ontario)의 공장 3곳의 총 생산 능력은 최대 170GWh입니다. 슈몰 회장은 지난달 독일 FAS 신문에 스페인과 캐나다의 공장도 확장될 수 있지만 실제로 그럴지는 지켜봐야 한다고 말했습니다.

  

■ 토요타, 2026년 글로벌EV 생산 계획 3분의 1로 축소

 

토요타자동차는 2024년 9월 6일, 2026년까지 배터리 전기차 생산 목표를 당초 계획보다 30% 줄이겠다고 밝혔습니다. 이는 기존 150만 대에서 30% 감소한 수치로, 글로벌 전기차 시장의 성장 둔화를 주요 이유로 들었습니다.

글로벌 전기차 시장 데이터에 따르면, 2023년 전 세계 배터리 전기차 판매량은 전년 대비 32% 증가한 977만 대였다. 이는 2022년 65% 증가한 743만 대에 비해 성장세가 둔화된 수치로, 전기차 판매가 감소한 것은 아니고 증가율이 줄어든 것입니다.

새로운 계획에 따르면 토요타는 2025년까지 40만 대의 전기차를 생산하고, 2026년까지 이를 100만 대로 확대할 예정입니다.

토요타는 2023년에 10만 4,018대의 배터리 전기차를 판매했으며, 2024년에는 7월까지 누적 약 8만 대를 판매했습니다. 비록 생산 계획은 수정되었지만, 전기차 판매 대수는 계속해서 증가할 것으로 전망하고 있습니다.

테슬라는 2024년 상반기에 전기차 판매량이 7% 감소한 83만 대였으며, 중국의 BYD는 같은 기간 동안 18% 증가한 72만 대의 판매를 기록했다. 플러그인 하이브리드 전기차 부문은 40% 증가해 88만 대를 판매했습니다.

토요타뿐만 아니라 GM, 포드, 볼보와 같은 주요 완성차 업체들도 전기차 전략을 재조정하고 있습니다. GM은 미국 미시간주 공장에서의 대형 전기차 생산을 2년 연기할 계획을 발표했으며, 포드는 전기 SUV 개발을 중단한다고 밝혔습니다. 볼보는 2030년까지 배터리 전기차만을 생산하겠다는 목표를 수정했으며, 폭스바겐은 설립 이래 처음으로 독일 내 공장 폐쇄를 검토하고 있습니다.

전기차 시장의 성장세가 둔화되는 상황에서, 여러 완성차 업체들이 생산 계획을 재조정하고 있으며, 이는 향후 전기차 시장의 변화 방향에 큰 영향을 미칠 것으로 보입니다.

 

■ 닛산 - LFP 배터리 개발 및 생산, 일본 정부 인증 획득

 

닛산 자동차는 차량용 LFP 배터리 개발 및 양산이 일본 경제산업성(METI)으로부터 인증을 받았다고 발표했습니다. 닛산은 LFP 배터리 개발 및 양산을 통해 일본 정부 정책인 축전지 공급망 강화 및 LFP 배터리 탑재 전기차 보급을 촉진하여 일본 내 거점을 구축할 계획입니다.

닛산의 사장 겸 CEO인 우치다 마코토 (Makoto Uchida)는 "닛산은 고객의 다양한 요구를 충족하고 보다 저렴한 전기차를 제공하기 위해 LFP 배터리를 채택할 것"이라며 "일본에서 개발 및 양산될 배터리는 2028 회계연도 부터 전기 미니카에 탑재될 예정이며 METI가 승인한 정부 지원을 최대한 활용하여 일본 내 LFP 배터리 거점을 구축하는 것이 목표입니다."라고 말했습니다.

METI가 발표한 닛산의 LFP배터리 Outline은 일본내 5GWh의 생산능력을 갖추는 것으로 되어 있습니다.

닛산은 현재 가나가와현 아쓰기시의 연구 개발 시설 등에서 LFP의 개발을 진행하고있으며, 향후 요코하마 공장에서 자사 생산을 검토하고 있는 것으로 알려져 있습니다.

 

■ MG, 2025년 상반기에 고체 배터리 탑재 EV 출시 예정

 

상하이 자동차의 승용차 부문 부사장인 유징민(Yu Jingmin)은 상하이 자동차가 자체 개발한 전고체 배터리가  자사의 스용차 브랜드인MG(Morris Garage)  차량에 처음 장착될 것이라고 밝혔습니다. 이 차량은 2025년 2분기에 출시될 것으로 예상됩니다.  .

작년에 여러 중국 회사가 고체 배터리에 대한 성명을 발표했습니다. 아직까지는 상업적으로 이용 가능한 전고체 상태 배터리를 생산한 회사는 없습니다. 그들은 메르세데스-벤츠, BMW, 포르쉐, 현대-기아, 닛산, 토요타를 포함한 국제적인 기업에 합류하여 이러한 기술을 개발 중이라고 주장하고 차량의 주행 거리가 1000km를 넘을 것이라고 주장합니다. 그러나 중국 자동차 전원 배터리 산업 혁신 연합의 사무총장인 슈엔화 (Xu Yanhua)는 2030년 이전에는 중국의 배터리 시장이 여전히 액체 배터리에 의해 지배될 것이라고 말했습니다.

 

■ Subaru, Panasonic Energy와 일본내 신규배터리 공장 공동 설립

 

스바루(Subaru) 자동차는 파나소닉 그룹 계열사인 파나소닉 에너지(Panasonic Energy 와 자동차용 리튬 이온 배터리 공급과 일본 군마현 오이즈미(Oizumi)에 새로운 배터리 공장 공동 설립을 위한 준비 계획을 발표했습니다. 파나소닉 에너지는 2020년대 후반부터 스바루가 생산할 예정인 배터리 전기 자동차(BEV)에 차세대 원통형 리튬 이온 배터리를 공급할 예정입니다. 이는 양사가 기본 협력 계약을 체결한 데 이어 중장기 파트너십을 구축하려는 목표를 반영한 것입니다. 스바루는 2030년 글로벌 판매량 120만 대 중 50%를 BEV로 달성한다는 목표를 세웠으며, 파나소닉 에너지와 함께 확대되는 BEV 및 자동차 배터리 수요에 대응할 계획입니다. 이 협력의 일환으로 파나소닉 에너지는 2027 회계연도부터 오사카 스미노에 (Suminoe)공장에서 원통형 리튬 이온 배터리를 생산 및 공급하고, 2028 회계연도부터 군마현 오이즈미에 공동 설립한 신규 리튬 이온 배터리 공장에서 배터리를 공급할 예정입니다. 스바루는 이 배터리를 자사 BEV에 탑재할 계획입니다. 이 프로젝트를 위해 위의 두 국내 기지의 연간 배터리 셀 생산 능력은 2030년까지 20GWh에 달할 계획이며, 파나소닉 에너지의 국내 생산 능력은 크게 증가할 것입니다.

일본 정부는 2050년까지 탄소 중립을 달성하기 위한 핵심 자산으로 축전지를 전략적으로 포지셔닝하고 국내 배터리 공급망 확대와 산업 경쟁력 향상을 위해 노력하고 있습니다. 이번 협력을 통해 스바루와 파나소닉 에너지는 원통형 자동차 리튬 이온 배터리의 국내 공급망 강화에 기여하는 동시에 일본의 제조 기반을 확대하고 강화할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 또한, 이번 파트너십의 일환으로 배터리 생산량을 늘리고 배터리 기술을 개발하는 계획은 9월 6일 경제산업성으로부터 안정적인 배터리 공급을 위한 계획의 일환으로 승인을 받았습니다.

 

■ Mazda, Panasonic Energy의 원통형 배터리 자사의 전기차에 채용

 

마쓰다 (Mazda) 자동차는2027년부터 출시될 예정인 마쓰다의 전기 자동차(BEV)에 파나소닉 에너지로부터 차세대 원통형 자동차용 리튬 이온 배터리를 공급한다고 발표했습니다. 이는 이전에 체결한 계약에 따른 것이며 중장기적 파트너십을 구축하려는 목표를 반영한 ​​것입니다. 일본 경제산업성은 배터리의 안정적인 공급을 구축하기 위한 계획의 일환으로 배터리 생산 확대 및 기술 개발을 위한 공동 프로젝트를 같은 날 승인했습니다.

마쓰다는 2030년까지의 경영 방침에 따라 로드맵을 3단계로 나누어 시장 변화와 고객 요구에 대응해 전기차 생산을 확대하고 있습니다. 2027년까지 회사는 첫 번째 전용 EV플랫폼을 기반으로 한 BEV 모델을 출시할 계획입니다.

이 협력의 일환으로 파나소닉 에너지는 생산 능력 확대를 목표로 2027년부터 오사카의 스미노에(Suminoe) 및 가이즈카(Kaizuka) 공장에서 원통형 리튬 이온 배터리를 생산할 계획입니다. 이 배터리는 마쓰다에서 모듈로 공급할 예정입니다.양사는 지구 온난화 완화, 자동차 및 배터리 분야의 지속 가능한 성장 촉진, 지역 고용 지원, 인재 육성 등 사회적 과제를 해결하기 위해 지속적으로 협력할 계획입니다.

 

출처: https://batteriesnews.com/