배터리 산업뉴스_2024년 40주차

원재료

■ IBAT, 가격 약세로 리튬 추출 공장 운영 중단
■ 칠레, 민간 리튬 프로젝트 위한 6개 지역 선정 
■ 호주 리튬 채굴 붐, 가격 하락으로 타격
■ 난징대학과 UC 버클리 연구팀 태양에너지를 이용한 새로운해수 리튬 추출 기술 발표
■ Rio Tinto, Green Lithium과 리튬 공급망 개발
■ Lifezone Metals, JOGMEC와 양해각서 체결
■ 인도, 미국과 핵심 배터리 광물 공급망 협력을 위한 협정 체결

배터리 재료

■ Anaphite, Dry coating Precursor개발
■ Pure Lithium, Dimien인수로 바나듐 양극 기술 확보
■ Asahi Kasei – 배터리 성능 향상시키는 전해질 개발
■ Sepion Technologies, 배터리 분리막 제조 시설 건설

배터리 제조

■ Dürr – GigaCoater 발표
■ EVE Energy – Open Source Battery 발표
■ LG화학, 배터리 열폭주 억제 신소재 개발
■ 코르도바 대학, 나트륨-황 배터리개발
■ 삼성전기, 웨어러블 기기용 소형 전고체 전지 개발
■ Farasis Energy, JMEV와 고체 배터리에 대한 전략적 계약 체결
■ 나트륨 이온 배터리, 미국 배터리 시장에 영향을 미칠 것으로 예상
■ McGill University, 전고체 배터리 성능개선 방법 개발
■ Tesla, 2026년 4개의 신규 배터리 출시

자동차 OEM

■ Ford, 루마니아에서 전기차 배터리 조립 예정
■ Dynell, 항공 분야 전기 지상 지원 시스템에 Northvolt Voltpack채용 
■ Ford, 연말까지 EV 구매자에게 무료 배터리 충전기 제공
■ IVECO BUS, 프랑스에서 수소 및 배터리 전기 버스에 대한 새로운 계약 체결
■ Innovative Rail Technologies, Electrovaya와 배터리 시스템 공급을 위한 전략적 공급 계약 체결
■ Nio, 실시간 AI EV 배터리 테스트를 위해 Monolith와 협력
■ Tesla Energy, 2024년 3분기에 2023년 ESS설치양을 초과

재활용

■ Nissan Leaf 폐 EV 배터리, ESS에 사용 

 

원재료

■ IBAT, 가격 약세로 리튬 추출 공장 운영 중단

 

광산업체 인터내셔널 배터리 메탈(IBAT: International Battery Metals)은 리튬금속 가격이 회복될 때까지 민간 기업 US 마그네슘의 모듈형 리튬 직접 추출(DLE) 공장 운영을 중단할 것이라고 밝혔습니다. 마그네슘 생산업체인 US 마그네슘은 IBAT의 염화리튬을 사용하여 배터리 제조업체에 판매할 탄산리튬을 생산하고 있습니다.

IBAT의 이번 조치는 지난해 리튬 가격이 80% 이상 하락한 가운데 나온 것으로, 주로 중국의 과잉 생산과 전기 자동차 수요 감소로 인해 발생했습니다.

약한 가격 환경으로 인해 중국 배터리 거대 기업인 CATL과 같은 회사들도 특정 광산에서 생산을 중단했습니다. 세계 최대 리튬 채굴업체인 Albemarle은 올해 초에 두 번째 비용 절감을 단행하고 직원을 해고했고, Piedmont Lithium도 현금을 보존하기 위해 광산 개발에 대한 대출 신청을 철회했습니다.

IBAT는 7월에 상업적으로 리튬을 생산하는 DLE 기술을 출시하여 Standard Lithium, SLB, Rio Tinto 등과 이 새로운 방법을 최초로 사용하는 경쟁을 벌이고 있습니다.

IBAT의 최고경영자인 아이리스 얀치크는 "6월 초부터 가격이 상당히 약세를 보이고 있다 우리는 여전히 리튬 시장이 성장할 것으로 기대하고 있으며 2025년에는 더 나은 상황이 될 것으로 낙관하고 있습니다."라고 말했습니다.

  

■ 칠레, 민간 리튬 프로젝트 위한 6개 지역 선정

 

칠레 정부는 민간 기업이 주도하는 새로운 리튬 추출 프로젝트를 위한 6개의 우선 분야를 선정했다고 밝혔습니다.

광업부 장관 오로라 윌리엄스 (Aurora Williams)는 정부가 10월에 해당 지역 근처의 원주민 사회와 협의를 시작할 예정이며, 민간 기업의 제안은 12월 31일까지 접수될 것이라고 덧붙였습니다.

칠레는 세계에서 두 번째의 리튬의 생산량을 가진 나라이지만 현재 아타카마 소금 평원에 있는 두 회사만이 리튬을 생산하고 있습니다.

정부는 국영 구리 대기업인 Codelco가 주도하는 노력과 민간 투자를 장려하는 것을 통해 생산을 늘리기 위해 노력하고 있습니다. 칠레정부는 이미 5개의 소금 평원과 1개의 석호를 포함하는 6개 우선 지역에 대한 관심 표명서를 약 20개 접수했으며, 이는 리튬 추출에 대한 높은 잠재력이 있는 것으로 확인되었습니다.

민간 기업이 리튬 채굴에 대한 정부의 승인을 받으려면 리튬 가치 사슬에 대한 경험과 충분한 재원을 보유해야 하며, 제안된 프로젝트 지역에서 최소 80%의 광산 채굴권을 보유해야 합니다.

마리오 마르셀 (Mario Marcel) 재무부 장관은 6개 우선 분야 발표는 2030년까지 리튬 생산량을 70% 늘리겠다는 칠레정부의 목표를 달성하는 데 도움이 되며 이러한 목표를 달성하기 위해 필요한 모든 조치를 취하고 있다고 말했습니다.

 

■ 호주 리튬 채굴 붐, 가격 하락으로 타격

 

전기 자동차 판매 감소 와 리튬 광석의 전 세계적 공급 과잉 이 겹쳐서 주요 리튬 화합물의 비용은 2023년 6월 이후 4분의 3 이상 하락했습니다.

이러한 감소는 세계 최대 리튬 광석 생산국인 호주에 특히 큰 영향을 미쳤습니다. 호주는 작년에 전 세계 리튬 광석 생산량의 52%를 차지했습니다.

호주는 칠레에 이어 두 번째로 큰 광물 매장량을 보유하고 있는데, 대부분이 서부 호주에 있고, 북부에는 소량이 매장되어 있습니다.

리튬 가격의 급격한 하락으로 애들레이드에 본사를 둔 Core Lithium은 1월에 "시장 상황이 악화돼" 다윈 근처의 Finniss 부지에서 채굴을 중단한다고 발표했으며, 이로 인해 150개의 일자리가 손실되었습니다.

8월에는 미국 기업 Albemarle이 퍼스에서 남쪽으로 약 170km(100마일) 떨어진 Kemerton 리튬 처리 공장의 생산을 축소할 것이라고 밝혔습니다. 이로 인해 300명 이상이 해고될 것으로 예상됩니다.

 

Arcadium Lithium도 낮은 가격을 이유로 9월에 뒤를 이어 서부 호주의 Mt Cattlin 광산을 폐쇄 하겠다고 발표했습니

그러나 일부 생산자가 작업을 보류하는 반면, 다른 생산자들은 리튬에 대한 세계적 수요와 가격이 회복될 것이라고 확신하며 작업을 확대하고 있습니다. Pilbara Minerals는 그러한 회사 중 하나입니다. 퍼스에 본사를 둔 이 광석 회사는 내년에 리튬 광석 생산량을 50% 더 늘리는 것을 목표로 합니다.

캔버라에 본사를 둔 광산 및 금속 부문을 모니터링하는 투자 회사인 제번스 글로벌(Jevons Global)의 창립자이자 최고투자책임자인 킹즐리 존스(Kingsley Jones)는 “리튬은 에너지 전환에 있어서 매우 전략적입니다. 전기용 축전지는 큰 성장 분야이며 전기자동차 뿐 아니라 태양광과 풍력으로 생성된 전력을 저장하기위한 배터리에 대한 필요성이 증가하고 있습니다.”라고 말했습니다.

호주에서 리튬 광석 생산을 늘리는 또 다른 회사는 퍼스에 본사를 둔 Liontown Resources입니다. 7월에 서부 호주 수도에서 북동쪽으로 420마일(680km) 떨어진 캐슬린 밸리 광산에서 생산을 시작했습니다. 이 시설은 자체 태양광 패널 농장에서 에너지의 60%를 얻습니다.

재생 에너지 사용을 향한 이러한 움직임은 호주 생산자들에게 재정적으로 좋은 소식입니다. 현재 전기 생산에 주로 사용하는 연료가 비싼 디젤이기 때문에, 이를 통해 비싼 디젤에 대한 의존도가 낮아지기 때문입니다.

퀸즐랜드 대학교 지속 가능한 광물 연구소 소장인 릭 발렌타 (Rick Valenta) 교수에 따르면, 이 나라에서 리튬 광석을 추출하려면 칠레와 아르헨티나 등 다른 대규모 생산국보다 3배 더 많은 에너지가 필요합니다.

호주에서 추출하려면 리튬 광석(스포듀민이라고도 함)을 채굴하여 단단한 암석에서 제거해야 하기 때문에 추가 에너지가 필요합니다. 암석 채굴 작업은 염수 채굴 작업보다 더 많은 에너지를 사용하고 더 많은 배출물을 생성합니다. 반면 칠레와 아르헨티나에서는 이 광석을 두 나라의 광대한 소금 평원에서 채취한 염수를 증발시켜 생산합니다.

호주가 수출하는 리튬 형태는 대부분 중국으로 수출되는데 , 스포듀민 농축물이라고 불리는 부분적으로 가공된 광석입니다. 스포듀민 가격은 정제 리튬의 급격한 하락을 반영했습니다. 이번 달 한 보고서에 따르면 스포듀민 가격이 2021년 8월 이후 최저 수준에 도달했다고 합니다.

중국 회사는 스포듀민을 고체 리튬으로 정제하고, 배터리에 사용되는 두 가지 리튬 화합물(수산화 리튬과 탄산 리튬)로 정제합니다.

진짜 돈을 벌 수 있는 곳은 바로 여기입니다. 현재 탄산 리튬 1톤의 가격은 10,280달러인 반면 , 같은 무게의 스포듀민 농축물은 747달러에 불과합니다.

2022-23년에는 98%가 스포듀민 농축물로 수출되었지만 이러한 가격 차이를 감안해서 호주 광산 회사들은 모든 스포듀민을 수출하는 대신 자체 리튬 정제소를 건설하는 방향으로 움직이고 있습니다.

호주에서 상업적으로 생산된 최초의 정제 리튬은 2022년으로 거슬러 올라가는데, 퍼스에 본사를 둔 IGO가 서부 호주의 Kwinana 정유 공장에서 배터리 등급의 수산화 리튬을 생산한다고 발표했습니다. 이 회사는 중국 회사 Tianqi Lithium과 이 시설을 공동 소유하고 있습니다.

한편, 또 다른 호주 광산업체인 Covalent Lithium도 서부 호주에 자체 리튬 정유소를 짓고 있다 . 그리고 Albemarle도 자체 정유소를 가지고 있지만, 현재는 생산량을 줄이고 있습니다.

일부 논평가들은 호주에서 리튬 정련이 발전하는 것을 환영하며, 이는 중국의 세계 금속 시장에서의 지배력을 줄이는 데 도움이 될 것이라고 말했습니다. 중국은 현재 모든 리튬 정련의 60%를 차지하고 있습니다.

그러나 킹슬리 존스는 호주정부가 중국 외 다른 국가의 투자를 우선시하는 전략을 채택했는데, 이는 현명하지 못한 일이라고 생각한다고 말했습니다. 이는 2020년 이후 두 나라 관계가 냉각되면서 나타난 현상입니다. 작년에 캔버라는 호주 리튬 광산 회사가 중국 회사에 매각되는 것을 차단하기도 했습니다. 그는 호주가 리튬 부문에 대한 중국의 투자를 받아들이는 데 더욱 열려 있어야 한다고 말합니다.  호주 정부는 당시 단순히 외국인투자심의위원회의 조언을 따른 것이라고 말했지만 존스 씨는 가장 큰 구매자에게 떠나라고 말하는 이런 행위는 생산자가 스스로 발에 총을 쏘는 방법의 훌륭한 예를 보여주는 것이라고 말했습니다.

호주가 리튬 정제국이 되고자 하는 목표를 세우면서, 정부 과학자들은 이를 보다 환경 친화적인 방식으로 수행할 방법을 계속 연구하고 있습니다. 리튬 정제 공정은 많은 유독한 염소 가스를 방출하고 있는데 이 문제를 해결하면 호주는 리튬을 환경친화적으로 생산하는 국가중 하나가 될 수 있습니다.

호주 국립 과학 기관인 CSIRO의 연구원인 Dongmei Liu와 그녀와 그녀의 팀은 염소를 발생시키는 기존 리튬정제 방법대신 "충격 해소(shock quenching)"라는 새로운 공정을 연구하고 있습니다. 이 방법은 리튬 증기를 극한 냉각시키는 공정이 포함되며 이 방법음 연소가스 배출을 피할수 있다고 말했습니다.

호주는 광물 산업으로 인한 오염을 줄이기를 바라는 동시에 재활용률을 높이고자 합니다.

Lithium Australia는 수명이 다한 배터리를 분류하고 처리하여 리튬과 기타 금속을 추출해 재사용하는 상장 기업입니다.

Lithium Australia 최고경영자 사이먼 린지(Simon Linge)는 다음과 같이 말했습니다.

“글로벌 소비재의 가격은 리튬에 경제적 압박을 가하기 때문에 순환 배터리 산업을 만드는 것은 호주가 자체 배터리를 생산하고 재활용할 수 있는 주권적 역량을 확보함으로써 호주에 이익이 될 것입니다. 호주가 배터리 제조 산업을 설립하려면 먼저 수명이 다한 리튬 배터리가 매립지로 보내지거나 다른 나라로 수출되어 재활용되지 않도록 해야 합니다."

 

■ 난징대학과 UC 버클리 연구팀 태양에너지를 이용한 새로운해수 리튬 추출 기술 발표

 

난징 대학의 주지아(Zhu Jia)와 캘리포니아 대학 버클리의 미바오시아 (Mi Baoxia)가 이끄는 연구팀은 태양광을 이용하여 염수에서 리튬을 추출하고 저장하는 태양열 증산작용을 이용한 리튬 추출 및 저장(STLES: solar transpiration-powered lithium extraction and storage) 장치를 제안했습니다.

이 장치는 태양열 증산 증발기(solar transpirational evaporator), 리튬 저장층(lithium storage layer), 나노여과 멤브레인(nanofiltration membrane)으로 구성되어 있습니다. 이 설비는 태양열을 사용하여 증발기 내에서 높은 모세관 압력을 생성하여 리튬을 멤브레인을 통해 저장층으로 유도합니다.

해수에서 리튬을 추출하는 것은 잠재력이 있는 분야이지만 많은 과제가 있습니다. 세계 해수에는 약 2,300억 톤의 리튬이 있으며, 현재 채굴할 수 있는 금속 매장량의 약 16,000배입니다.

바닷물에는 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 리튬 등이 풍부하게 존재하기 때문에 분리 과정이 복잡해집니다.

상하이에 본사를 둔 뉴스 매체인 The Paper의 작년 보도에 따르면, 업계 관계자들은 해수에 리튬이 낮게 함유되어 있어 일반적으로 추출 전에 담수화가 필요하며, 이로 인해 이 방법의 전체 비용이 다른 기술에 비해 10배 이상 높다고 밝혔습니다.

이러한 비용과 기술적 어려움으로 인해 해수 리튬 추출은 아직 금속의 주류 공급원이 되지 못했습니다. 그러나 최근의 연구는 그것을 바꿀 수 있습니다.

 

주(Zhu)의 팀은 알루미늄 나노입자로 개질된 알루미늄 산화물 막을 설계했습니다. 물이 태양의 증산작용으로 증발하여 막의 채널을 통과하면서 리튬 이온(Li+)이 추출되어 마그네슘(Mg2+)과 칼슘(Ca2+)과 같은 2가 이온에서 분리됩니다.

논문에 따르면, 막 위의 다공성 실리카 프릿(frit) 또는 다공성 세라믹 재료가 분리된 리튬 염을 포집합니다. 실리카 프릿에서 리튬을 회수하는 것은 간단한 물 세척으로 달성되며, 이는 염 생산이 낮은 밤에 수행할 수 있습니다.

STLES 장치는 추가 에너지가 필요 없이 수동적으로 작동하여 비용 효율적이고 환경 친화적입니다. 또한 기존 증발 연못과 통합하여 설치 비용을 절감할 수 있으며, 높은 삼투압으로 고염도 염수를 처리할 수 있는 잠재력이 있습니다.

Science지에 같이 계재된  사우디아라비아의 킹압둘라 과학기술대학(KAUST)의 중국 연구원이 수행한 또 다른 연구에서는 전기화학 전지를 사용하여 사해 소금물에서 리튬을 추출하는 데 성공했다고 보고했습니다. 연구진은 염화리튬이 0.1% 미만인 시뮬레이션 염수를 사용한 시범 실험에서 80%가 넘는 리튬 회수율을 달성하여 현실 세계에서의 실현 가능성에 한 걸음 더 다가갔습니다.

이러한 기술은 연구실과 예비 실험 수준에서는 유망한 것으로 나타났지만 상업적 규모로 적용 시 경제성과 환경적 영향을 추가로 평가해야합니다.

시카고 대학의 과학자 세스 달링(Seth Darling)은 같은 호의 관점 기사에서 이렇게 언급했습니다.

“남아 있는 핵심 과제는 특히 물 사용 및 토지 파괴 측면에서 환경 영향을 최소화하면서 추출 효율성을 최적화하는 것입니다. 이러한 새로운 방법의 경제적 타당성은 여전히 ​​불확실합니다. 알루미늄 나노입자 및 양극 산화 알루미늄 멤브레인과 같은 이러한 공정에 사용되는 재료는 일반적으로 비용이 많이 들고 비슷한 성능을 유지하는 더 저렴한 대안으로 교체해야 할 수도 있습니다.”

 

■ Rio Tinto, Green Lithium과 리튬 공급망 개발

 

글로벌 광산 기업인 호주의 Rio Tinto는 영국의 정유 개발업체 green lithium과 협력해 영국과 EU의 자동차 배터리 산업을 위한 리튬 공급망을 구축한다고 발표했습니다.   

이번 협력은 탈탄소화 노력을 지원하고 유럽의 지속 가능한 배터리 소재에 대한 증가하는 수요에 대응하려는 두 회사의 공동 목표와 일치합니다.

Green Lithium이 영국 Teesside에 대규모 리튬 정제소를 건설하고 운영하려는 계획이 이 파트너십의 핵심입니다. 이 정제소는 깨끗하며 저탄소 처리를 위해 설계된 첨단 공정 기술을 사용하여 스포듀민 농축물을 영국 및 EU 시장을 위한 고순도 리튬 화학 물질로 정제 생산할 것입니다.

유럽은 중요한 시장임에도 불구하고 국내 리튬 정제 능력이 부족하며, 현재 공급망은 동아시아 국가들이 주도하고 있습니다.

Green Lithium의 CEO인 숀 사전트(Sean Sargent)는 전기 자동차(EV)로의 전환과 지속 가능한 에너지 저장을 지원한다는 회사 비전을 달성하는 데 있어 파트너십이 중요함을 강조했습니다 .

 

"정제소를 건설 함으로써, 저탄소, 배터리 등급 리튬 화학 물질의 공급 증가를 통해 EV와 지속 가능한 에너지 저장의 채택을 가속화할 것 입니다. 이 비전을 실현하려면 적절한 파트너가 필요하며, Rio Tinto는 뛰어난 잠재적 상업적 파트너입니다. 이 파트너십은 또한 영국 정부의 지원을 받았고, 산업 및 탈탄소화 장관인 사라존스 (Sarah Jones)는 이것이 지역 경제와 중요한 광물 공급망에 기여할 것이라고 말했습니다. 이것은 Green Lithium과 Rio Tinto에게 좋은 소식이며 북동부의 고숙련 일자리를 지원할 뿐만 아니라 자동차 산업 을 위해 더 깨끗하고 푸른 미래를 구축 하고 순 제로에 대한 사명을 추진하면서 중요한 광물 공급망을 강화할 것입니다.”라고 말했습니다.

이 파트너십을 통해 Rio와 Green Lithium은 모두 전기 자동차(EV)용 금속에 대한 수요 급증을 활용할 수 있는 입지를 확보하게 되었습니다.

 

■ Lifezone Metals, JOGMEC와 양해각서 체결

 

Lifezone Metals Limited은 일본 금속 에너지 안보 기구(JOGMEC: Japan Organization for Metals and Energy Security)와 양해각서(MOU)에 서명했다고 발표했습니다. 이 전략적 파트너십은 JOGMEC가 일본 배터리 산업을 위해 탄자니아의 카방가(Kabanga) 니켈 프로젝트에서 더 깨끗한 금속을 확보하려는 노력을 지원하는 것을 목표로 합니다. JOGMEC은 일본 정부의 독립 행정 기관으로, 일본의 산업 기반을 강화하기 위해 안정적이고 저렴한 에너지 및 광물 자원의 공급을 확보하는 것을 사명으로 합니다.

카방가는 세계에서 가장 크고 가장 높은 등급의 미개발 니켈 황화물 매장지 중 하나이며, 부산물인 구리와 코발트가 있습니다. Lifezone의 Hydromet 기술을 활용함으로써 이 프로젝트는 기존 제련 방법에 비해 탄소 배출량을 크게 줄일 것으로 예상됩니다.

MOU 조건에 따라 Lifezone은 JOGMEC과 협력하여 Lifezone의 마케팅 권리 일부를 통해 일본의 성장하는 배터리 시장을 위한 Kabanga의 금속 공급을 용이하게 하여 지속 가능하고 추적 가능한 금속 가치 사슬을 보장합니다. 이 이니셔티브는 Lifezone과 JOGMEC의 책임 있는 채굴 관행을 발전시키고 깨끗한 에너지로의 글로벌 전환을 지원하게 될것입니다.

  

■ 인도, 미국과 핵심 배터리 광물 공급망 협력을 위한 협정 체결

 

인도의 무역부 장관 피유시 고얄 (Piyush Goyal)과 미국 상무부 장관 지나 라이몬도 (Gina Raimondo)는 목요일에 전기 자동차와 청정 에너지 응용 분야에 사용되는 리튬, 코발트 및 기타 중요한 광물에 대한 두 나라의 공급망을 강화하기 위해 협력하기로 하는 협정에 서명했습니다.

미국 상무부는 성명을 통해 고얄이 워싱턴을 방문했을 당시 서명한 양해각서(MOU)는 각국의 산업 분야에서 회복력을 구축하는 것을 목표로 했다고 밝혔습니다.

주요 관심 분야로는 미국과 인도의 중요 광물 탐사, 추출, 가공 및 정제, 재활용 및 회수의 상호 이익이 되는 상업적 개발을 촉진하기 위한 장비, 서비스, 정책 및 모범 사례 식별이 포함됩니다.

워싱턴에 있는 전략 및 국제 연구 센터에서 체결 후 연설한 고얄은 MOU를 자재, 기술 개발, 투자 흐름에 대한 개방형 공급망을 포함하는 다차원적 파트너십으로 녹색 에너지를 촉진한다고 말했습니다.

그는 미국과 인도가 아프리카와 남미의 광물이 풍부한 국가를 포함한 제3국도 참여시켜야 한다고 말했습니다.

양해각서는 인도가 7,500달러의 미국 전기 자동차 세액 공제 혜택을 누릴 수 있도록 하는 전면적인 중요 광물 무역 협정에는 크게 미치지 못합니다.

일본은 작년에 일본 자동차 제조업체가 신용에 더욱 완전하게 참여할 수 있도록 하는 협정을 미국 무역 대표부와 체결하여 중국에 대한 미일 광물 의존도를 줄이고 리튬, 니켈, 코발트, 흑연, 망간 및 기타 광물에 대한 양자 간 수출 통제를 금지하는 것을 목표로 했습니다.

 

배터리 재료

■ Anaphite, Dry coating Precursor개발

 

영국의 Bristol지방에 있는 Anaphite는 화학자 현재 CTO인 샘 버로(Sam Burrow)와 현재 COO인 물리학자 알렉산더 휴잇(Alexander Hewitt)이 2018년에 설립한 스타트업으로 Dry coating용  Precursor인 DCP를 개발하고 있습니다. DCP는 탄소 나노튜브(CNT)와 바인더가 포함된 NMC 및 LFP 복합 양극 분말입니다.

이들은 전기 자동차용 배터리를 더 저렴하고 에너지 집약적이지 않게 만드는 것을 목표로 하고 있으며 새로운 자금 조달 라운드에서 1,040만 파운드를 모금했습니다.

Anaphite는 이 기술을 이용하면 기존에 셀을 제조하는 데 사용하던 공장 면적의 15%만 사용하여 에너지 사용량을 약 30% 줄여 EV 배터리를 생산할 수 있다고 주장합니다

 

이들은 기존의 습식공정으로 코팅하게되면 총 7kWh의 에너지가 드는 반면 자사의 DCP를 사용하여 건식 공정으로 코팅하게되면 약 2kWh의 에너지가 들어 5kWh이상의 에너지를 절약할 수 있다고 주장합니다.

 

 

■ Pure Lithium, Dimien인수로 바나듐 양극 기술 확보

 

보스턴에 본사를 둔 리튬 금속 배터리 기술 기업인 Pure Lithium은 바나듐 양극 소재 개발 기업인 Dimien의 지적 재산, 노하우, 제조 장비등 모든 자산을 인수하고 경험이 풍부한 팀을 영입하여 Pure Lithium의 리튬 금속 바나듐(LVO) 배터리 개발을 가속화게 되었습니다.

Dimien은 제타 바나듐 산화물(ZVO: zeta vanadium oxide)로 알려진 바나듐 기반 양극 소재를 개발했습니다. 이 저렴한 양극 소재는 에너지 밀도가 높고 오늘날의 NMC 및 NCA 양극과 같이 화재를 일으키지 않습니다. Dimien의 바나듐 양극은 북미에서 생산되는 소재로 만들어졌습니다.

Dimien의 설립자이자 CEO인 브라이언 슐츠(Brian Schultz)박사는 퓨어리튬의 사업 개발 및 기술 담당 부사장으로 합류할 예정이며. 다른 Dimien 팀원들도 합류할 예정입니다.

 

■ Asahi Kasei – 배터리 성능 향상시키는 전해질 개발

 

일본의 기술 회사이자 첨단 소재를 개발하는 Asahi Kasei는 LIB의 성능을 크게 향상시키는 획기적인 전해질을 성공적으로 개발했습니다. 이 기술적 발전은 낮은 온도에서 향상된 전력 출력, 높은 온도에서 향상된 내구성, 줄어든 배터리 크기와 비용으로 향상된 에너지 밀도를 제공합니다.

Asahi Kasei 연구팀이 개발한 독점 전해질 1 은 높은 이온 전도도로 알려진 용매인 아세토니트릴(can: Acetonitrile)을 기반으로 합니다. Asahi Kasei는 리튬 염, 기타 용매 및 첨가제의 조합을 최적화하여 LIB에서 뛰어난 성능을 제공하는 전해질을 만들었습니다.

새로운 전해질의 주요 이점:

• 강화된 전력 출력: 낮은 온도에서도 성능이 향상되어 다양한 환경에서 안정적인 작동이 보장됩니다.
• 내구성 향상: 고온에서의 사용 수명을 연장하여 LIB의 중요한 과제를 해결합니다.
• 배터리 크기 및 비용 감소:  제조 비용이 낮아진 더 작은 배터리 팩을 사용하면 보다 효율적인 에너지 저장 솔루션이 가능합니다.

AcN 기반 전해질은 또한 설계자가 애노드 및 캐소드의 코팅 두께를 늘려 권선 길이를 줄일 수 있도록 합니다. 이를 통해 전류 수집기의 필요성을 줄이고 전지의 데드 스페이스를 줄임으로써 상당한 비용 절감과 더 높은 에너지 밀도가 실현됩니다.

Asahi Kasei는 2025년에 새로운 전해질을 상용화하여 글로벌 배터리 산업에 제공할 계획입니다. 이 획기적인 기술은 향상된 배터리 성능을 제공하고 비용을 절감함으로써 전기 자동차 및 에너지 저장 시장에 혁명을 일으킬 잠재력이 있습니다.

 

■ Sepion Technologies, 배터리 분리막 제조 시설 건설

 

미국 캘리포니아에 있는 Sepion Technologies는 웨스트 새크라멘토 중심부에 있는 100만 제곱피트 규모의 첨단 바이오 제조 혁신 지구인 캐피톨 혁신 지구에 최첨단 리튬 이온 배터리 분리막 제조 시설을 건설할 계획이라고 발표했습니다. 이러한 계획은 CALSTART와 캘리포니아 에너지 위원회의 1,750만 달러 보조금으로 지원되었습니다.

배터리 분리막은 모든 배터리 구성 요소 중에서 가장 큰 국내 공급 부족에 직면해 있습니다. 최근 McKinsey & Company 보고서는 2030년까지 국내 배터리 분리막 공급이 54% 부족할 것으로 전망했습니다. Sepion의 새로운 시설은 이러한 격차를 메우는 데 도움이 될 것이며, 처음에는 매년 자체 폴리머 50톤과 코팅 분리막 5,000만 제곱미터를 생산할 것입니다. 이는 50,000대의 전기 자동차에 전력을 공급하기에 충분한 양입니다. 이 회사는 생산을 시작한 후 몇 년 내에 생산을 크게 확대하여 분리막 시장의 선두 주자가 되는 것을 목표로 합니다.

Sepion의 분리막 코팅은 저비용이며 표준 옵션보다 얇고 가벼워 무게와 공간을 모두 절약할 수 있어 배터리의 에너지 밀도를 증가시킬수 있을 것으로 기대됩니다.

Sepion의 제조 라인은 1단계 건설 및 공정 검증이 완료된 후 2027년에 생산을 시작할 예정입니다.

 

배터리 제조

■ Dürr – GigaCoater 발표

 

글로벌 기계 및 플랜트 엔지니어링 회사인 듀어 (Dürr)는 동시 양면 코팅 기능을 가진 GigaCoater를 발표했습니다.

배터리 셀 OEM을 위해 설계된 새로운 GigaCoater는 극판을 최대 1,200mm로 기존보다더 넓게 코팅할수 있으며 빠른 코팅 속도를 가져 제조 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 2006년부터 배터리 전극 생산을 위한 양면 동시 코팅 기술을 선도해온 Dürr는 지속적으로 제품을 개선하고 향상시켜 왔습니다. 상당한 연구 개발 투자를 통해 개발된 이 최신 버전은 제조의 효율성과 경제성을 높이는 최첨단 솔루션을 제공하고자 하는 Dürr의 노력을 보여줍니다.

효율 극대화를 위한 간소화된 구성

GigaCoater는 두 개의 코팅 스테이션이 한 곳에 결합된 직선형 제품 흐름과 비접촉식 부양 건조 시스템(non-contact flotation drying system)을 가지고 있습니다. 이러한 구조는 제조 공간을 더욱 콤팩트하게 만들고 에너지 소비를 줄이며 건조 후 가장자리가 말리는 현상을 없앨수 있습니다. 공기 부양 건조시스템은 양면을 비접촉식으로 균일하게 건조하여 전극 품질을 더욱 향상시킵니다.

운영 비용 대폭 절감

GigaCoater 간소화된 레이아웃으로 운영 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 이러한 절감 효과는 단일 건조기 시스템으로 인한 에너지 소비 감소, 코일 취급 감소, 단일 레벨 설계로 인한 인력 필요 감소, 자재 낭비 감소, 공간 요구 사항 감소에서 비롯됩니다. 이러한 효율성이 합쳐져 연간 막대한 비용을 절감할 수 있습니다.

양면 동시 코팅 제품군의 확장

Dürr는 GigaCoater를 통해 기존에 PilotCoater와 ProCoater로 구성되었던 양면 동시 코팅기 포트폴리오를 확장합니다. 최대 350mm의 포일을 분당 최대 10미터의 코팅 속도로 처리할 수 있는 파일럿코터는 생산은 물론 지속적인 공정 및 제품 개발에도 이상적입니다. 더 큰 규모의 코팅 라인인 프로코터는 350~700mm의 웹 폭과 최대 50m/분의 코팅 속도를 지원하여 대규모 리튬 이온 배터리 생산을 지원합니다. 두 제품 모두 이미 전 세계 주요 배터리 제조업체에서 사용되고 있습니다.

 

■ EVE Energy – Open Source Battery 발표

 

중국의 배터리 제좌사인 EVE Energy는 독일 하노버에서 열린 IAA TRANSPORTATION 2024에 20개 이상의 리튬 배터리 제품과 수소 에너지 기술을 발표했습니다.

2024년 4월, 유럽연합은 대형 트럭과 버스에 대한 더욱 엄격한 CO₂ 배출 기준을 채택하여 이러한 차량의 CO₂ 배출량을 2030-2034년에는 45%, 2035-2039년에는 65%, 2040년에는 90%까지 줄여야 한다고 규정했습니다. 배터리 기술과 비용 최적화가 지속적으로 발전함에 따라 유럽의 상용차 전기화는 2024년에 새로운 개발 단계에 접어들었습니다.

전기 물류 차량은 더 빠른 충전, 더 가벼운 무게, 더 긴 수명, 더 나은 비용 효율성이라는 핵심 요구 사항을 충족하기 위해 배터리 기술의 지속적인 발전이 필요합니다. 이러한 요구 사항을 해결하기 위해 EVE Energy는 IAA TRANSPORTATION 2024 전시회의 미디어 데이에서 상업용 차량용 고급 배터리 기술 시리즈인 오픈 소스 배터리를 공개했습니다. 오픈 소스 배터리는 다양한 배터리 셀 제품과 호환되므로 미니밴, 경트럭 및 대형 트럭에 이상적이며 물류 차량 사용자의 비용을 절감하고 수익을 늘리는 것을 목표로 합니다.

 

오픈  소스  배터리 의 장점 :

• 재료: 배터리 셀은 고속 이온 전도성 복합 양극, 흑연 다중 클러스터 전도성 양극, High-flux 리튬 이온 전해질과 같은 다양한 혁신적인 재료를 채택하여 지속적인 3C 초고속충전이 가능합니다. 배터리는 15분 안에 20%에서 80%의 충전 상태(SoC)로 충전할 수 있으며 영하 30도에서도 충전이 가능합니다. 7000회의 긴 수명 덕분에 배터리는 차량 수명이 다할 때까지 작동을 보증합니다.
• 열전달 기술: 새로운 양면 냉각 기술과 복합 초전도 상변화 온도 평형화 기술을 채택하여 팩 상단-하단 온도차를 ≤5도 섭씨로, 전체 배터리 시스템의 온도차를 ≤8도 섭씨로 보장하여 우수한 성능과 안전성을 보장합니다.
• 견고 하고 내구성 있는 구조: Cell to Pack(CTP) full-fill foaming 기술과 고인성 알루미늄 합금 소재 덕분에 배터리 구조는 인장 강도 310MPa, 비틀림 강도 15000Nm/deg를 자랑하며 9mm 대각선 비틀림 테스트 60,000회 이상을 통과하여 높은 물리적 강도와 지속적인 내구성을 보장합니다.
• 고급 지능형 관리: SOX 클라우드 추정 및 OTA(Over-The-Air) 업그레이드를 통해 보다 정확한 SOC 예측, 실시간 분석 및 배터리 안전 및 성능 진단이 가능해져 보다 안심하고 걱정 없는 사용이 가능합니다.

EVE Energy는 또한 높은 에너지 밀도의 NCM 원통형 셀, 비용 효율적인 LFP 셀, EFC01 수소 에너지 배터리 등의 제품을 선보였습니다.

 

■ LG화학, 배터리 열폭주 억제 신소재 개발

 

LG화학은 CTO부문 산하 플랫폼기술연구원이 열 폭주를 억제하는 소재인 '온도 반응성 안전강화층(SRL, Safety Reinforced Layer)'을 개발했다고 밝혔습니다. 포항공과대학교 배터리공학과 이민아 교수팀과 공동으로 소재를 분석하고, LG에너지솔루션과 협력해 안전성 검증을 진행했습니다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 9월호 온라인판에 “Thermal Runaway Prevention through Scalable Fabrication of Safety Reinforced Layer in Practical Li-ion Batteries”라는 타이틀로 게재됐습니다.

LG화학이 개발한 열폭주 억제 소재는 전도성 고분자인 폴리티오펜으로(PTh: Polythiophene)으로 전도성을 증가하기위해 일반적으로 전극에 넣는 탄소첨가제인 Super-C를 혼합하였습니다. 이 소재는 온도에 따라 전기 저항이 변하는 복합 소재로, 과열 초기에 전기의 흐름을 차단하는 '퓨즈' 역할을 합니다. 연구팀은 PTh를 롤투롤 공정에 적용할수 있도록 하기위해 용매인 톨루엔에대한 용액 가공성을 향상시키고 PTC효과의 시작점을 100°C로 조정하기위해 여러가지 시도를 거친끝에 최종적으로 PDDHEO (poly(3-dodecylthiophene-co-3-hexylthiophene-co-3-triethylene glycol thiophene))을 SRL재료로 완성하였습니다. PDDHEO는 95°C에서 PTC 효과의 시작 온도를 나타냈으며 기존보다 톨루엔에 약 9배 더 잘 녹았습니다.

연구팀은 이 열폭주 억제 소재를 머리카락 두께의 약 1/100에 불과한 1마이크로미터(1μm) 두께의 얇은 층 형태로 만들어 배터리 양극층과 Al 집전체 사이에 배치했습니다. 배터리 온도가 비정상 범위인 90°C~130°C 이상으로 올라가면 이 물질은 열에 반응하여 분자 구조를 변경하고 전류의 흐름을 효과적으로 억제합니다.

 

이 열 폭주 억제 소재는 온도에 매우 민감하게 반응하여 온도가 1°C 상승할 때마다 전기 저항이 5,000Ω 증가합니다. 이 소재의 최대 저항은 상온에서보다 1,000배 이상 높으며, 가역성이 있어 온도가 내려가면 저항이 감소하고 원래 상태로 돌아가 전류가 다시 정상적으로 흐릅니다.

 

전기 자동차 배터리 화재의 주요 원인인 열 폭주는 배터리 내부의 음극과 양극이 의도하지 않게 직접 접촉하여 단락을 일으키고 열이 발생할 때 발생합니다. 수초 내에 온도가 1,000°C 가까이 상승하여 화재로 이어질 수 있습니다. 열폭주 억제 소재는 과열 초기에 반응 경로를 빠르게 차단해 화재 예방에 효과적일 것으로 기대됩니다. 배터리 충격 및 관통 시험에서 열폭주 억제 소재를 적용한 배터리는 전혀 불이 붙지 않거나 불이 붙자마자 곧바로 꺼져 본격적인 열폭주 현상을 막았습니다. 못으로 배터리에 구멍을 뚫는 관통 시험에서는 일반 배터리의 16%만이 불이 붙지 않았지만 열 폭주 억제 물질이 적용된 배터리에서는 화재가 발생하지 않았습니다. 전기차용 NCM(니켈 코발트 망간) 배터리에 10kg의 무게를 떨어뜨리는 충격 테스트에서는 일반 배터리에서는 모두 화재가 발생한. 반면 열폭주 억제 소재를 적용한 배터리의 70%는 전혀 발화하지 않았고, 나머지 30%에서도 불꽃이 보였지만 수초 만에 꺼졌습니다.

 

기존에는 배터리 셀 내부에 온도에 반응하는 물질을 넣는 방식이 사용됐지만 반응 시간이 느리거나 에너지 밀도가 떨어지는 문제가 있었습니다.

LG화학은이러한 문제를 해결한 소재를 개발하는 데 성공했고, 위의 그림과 같이 SRL용액을 Al집전체에 코팅하여 양산 공정에 빠르게 적용할 수 있게 되었습니다. LG화학은 모바일 배터리용 열폭주 억제 소재의 안전성 검증 테스트를 완료했으며, 내년까지 대용량 전기차 배터리용 안전성 테스트를 지속할 계획입니다.

 

■ 코르도바 대학, 나트륨-황 배터리개발

 

휴대폰, 노트북, 전기 자동차, 태블릿 또는 스마트 시계를 사용하려면 충분한 에너지를 공급하고 충전 시간이 너무 오래 걸리지 않으면서도 환경 친화적인 기능성 배터리가 필요합니다. 그러나 현재 시장을 지배하는 주요 배터리인 리튬이온 배터리는 희소하고 지리적으로 집중되어 있으며 독성이 있는 리튬을 사용합니다.

코르도바 대학교 무기화학 그룹은 연구원 알바로 보닐라 (Álvaro Bonilla)의 박사 학위 논문을 기반으로 2,000회 이상 충전 및 방전이 가능한 나트륨 및 유황 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 나트륨, 황, 철과 같이 풍부하고 접근 가능하며 경제적이고 지속 가능한 재료의 조합을 통해 2,000회 이상 충전 및 방전이 가능합니다.

"알바로 카발레로는 "평균적으로 휴대폰이나 자동차에 사용되는 리튬 배터리는 3일마다 충전하는 것으로 간주되며, 이는 1년에 120회 이상 충전하는 것을 의미합니다. 따라서 연구팀은 지속 가능하고 풍부한 요소로 15년 이상 작동할 수 있는 배터리를 개발했습니다. 특히 연구팀은 배터리의 양극에 사용하는 재료를 풍부하고 저렴하며 환경적으로 지속 가능한 물질인 황으로 대체했는데, 황은 기존 금속보다 두 배나 많은 실제 에너지를 제공할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 음극에는 나트륨을 사용합니다. 그러나 이 새로운 나트륨-황 배터리는 나트륨 원자가 리튬 원자보다 크기 때문에 배터리를 충전하고 방전할 때 이동하기가 더 어렵다는 큰 문제에 직면했습니다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 풍부하고 저렴하며 지속 가능한 금속인 철을 기반으로 한 금속 및 유기 구조(MOF)를 황과 함께 음극에 추가했습니다. 이 구조와 철 원자의 다공성 덕분에 연구팀은 실험실 테스트를 통해 2,000회 이상의 충전 주기 동안 배터리가 작동하도록 하는 데 성공했습니다,

나트륨과 유황을 결합한 이런 종류의 배터리눈 이미 시중에 있었지만 300도의 온도에서만 작동해야합니다. 그러나 이 연구팀은 이 배터리를 상온에서 작동시키는 데 성공했습니다. 그러나 아직 개선해야 할 단계가 많고, 특히 충전시간을 단축하는 연구가 필요합니다.

 

■ 삼성전기, 웨어러블 기기용 소형 전고체 전지 개발

 

삼성전기가 스마트워치나 무선이어폰 등 웨어러블 기기에 탑재되는 소형 전고체 배터리를 세계 최초로 개발하는 데 성공했습니다. 2026년 양산계획입니다.

성전기는 적층세라믹콘덴서(MLCC: Multi-Layer Ceramic Capacitor) 사업에서 확보한 적층, 소성(열처리), 세라믹 재료 기술 등을 활용해 소형 전고체 배터리 개발에 성공했습니다. MLCC는 반도체와 함께 정보기술(IT)·자동차 산업의 '쌀'로 불리는데, 삼성전기는 일본의 무라타와 함께 MLCC 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 보유하고 있습니다.

삼성전기의 소형 전고체 배터리는 MLCC 공정과 유사하게 전극(양극·음극), 고체 전해질 재료를 얇게 쌓아 제작합니다. MLCC와 같이 종이처럼 얇게 인쇄한 재료들을 번갈아 쌓아올린 후 절단하므로 제작 과정에서 주름이 발생하지 않습니다. 또 전고체 배터리는 충전 시 부피 변화가 매우 작아 여유 공간을 확보해 둘 필요가 없으며, 별도의 분리막도 필요로 하지 않아 추가 공간을 차지하지 않습니다. 쌓아올린 전고체 배터리는 필요한 크기와 모습으로 절단해 제작할 수 있어 형상 자유도가 높으며 화재 위험성을 낮추는 등 안전성도 우수합니다.

삼성전기는 약 3년의 시간을 집중 투입해 지난달 전고체 배터리 연구개발을 완료했습니다. 삼성전기 관계자는 "전극과 고체 전해질 사이의 계면 저항을 개선하는 것이 관건이었습니다. 현재는 밀리미터(㎜)부터 센티미터(㎝) 단위까지 고객이 원하는 크기대로 배터리를 만들 수 있습니다"고 설명했습니다.

삼성전자가 첫 번째 고객이 될 가능성이 높지만 스마트워치를 만드는 애플, 스마트링 제조사인 오로라링, 증강현실(AR)·가상현실(VR) 헤드셋을 개발하는 구글, 무선 이어폰 제조사 샤오미 등 웨어러블 기기를 생산하는 대다수 IT 기업이 삼성전기의 잠재 고객군이 될 수 있습니다.

그동안 삼성전기는 전고체 배터리 관련 다수의 특허를 확보하며 사업화에 대비해 왔습니다. 전고체 배터리의 핵심 재료인 고체 전해질 조성과 독창적 배터리 구조 설계 등을 포함해 최근 3년간 40여 건의 특허를 해외에 출원했습니다. 최근에는 산화물계 고체 전해질의 내습성을 강화하는 데 중점을 둔 특허도 국내외에 등록했습니다.

 

■ Farasis Energy, JMEV와 고체 배터리에 대한 전략적 계약 체결

 

Farasis Energy는 JMEV와 고체 배터리 개발을 위한 전략적 협력 계약을 체결했으며, 동시에 JMEV의 'ELIGHT' 모델용 SPS(Super Pouch Solution) 배터리를 생산 라인에서 출고하였습니다.

이 계약에 따르면, 양측은 고체 전지의 연구, 생산 및 시장 적용을 공동으로 촉진하는 것을 목표로 합니다. 여기에는 고체 전지의 핵심 기술에 대한 연구 개발을 가속화하고, 산업적 전환과 업그레이드를 촉진하며, 고체 전지 기술의 성숙 및 상용화 과정을 발전시키는 것이 포함됩니다.

Farasis Energy는 수년 동안 전기화학 시스템 및 파우치 배터리 적층 공정과 같은 분야에 깊이 관여해 왔으며, 이는 전고체 배터리의 개발 경로와 완벽하게 일치합니다. 제품 개발 전략은 고에너지, 고속, 고안전, 저비용의 전고체 배터리에 대한 중장기 R&D 목표에 초점을 맞춰 연구 성과의 적시 전환을 보장합니다. 현재 Farasis Energy의 1세대 반고체 배터리는 승용차 용으로 양산되었으며 상용차 부문에서 획기적인 성과를 거두었습니다. 또한 FAW Jiefang과 전략적 제휴를 맺고 상용차용 반고체 및 전고체 배터리 시장 및 산업 체인 개발을 공동으로 추진하고 있습니다. 파라시스 에너지는 향후 5년 이내에 반고체에서 전고체 배터리로의 상용화를 완료하는 것을 목표로 하고 있습니다. 같은 날, 'ELIGHT' 모델을 지원하기 위해 설계된 파라시스 에너지의 첫 번째 SPS 배터리 시스템이 생산 라인에서 출고되었습니다. 이는 이전에 Geely 레이더 호라이즌과 GAC 2세대 아이온 V 모델에 공급한 데 이은 것입니다.  ELIGHT  SPS 배터리 출시는 순수 전기 플랫폼을 업그레이드하고 더 나은 여행 경험을 위한 선구적인 스포츠 세단을 만드는 데 도움이 될 것입니다.

Farasis Energy의 SPS 특징:

-      10분 충전으로 400km 주행 가능

-      섀시 높이 85mm ~ 145mm에 적용 가능

-      최대 75%의 체적 활용률

-      나트륨 이온 배터리, 리튬 인산철, 반고체 배터리 등 모든 화학 시스템과 호환 가능.

 

■ 나트륨 이온 배터리, 미국 배터리 시장에 영향을 미칠 것으로 예상

 

국제 에너지 기구(IEA)는 2030년까지 나트륨 이온 배터리가 전 세계 연간 에너지 저장 증가분의 약 10%를 차지할 것이며 그보다 훨씬 더 증가할 것으로 예측하고 있습니다.

나트륨 이온 배터리를 생한하는 나트론 에너지는 지난 8월 노스캐롤라이나에 24GW 규모의 나트륨 이온 배터리 공장을 건설할 계획을 발표했으며, 이는 현재의 생산 용량을 40배로 늘린 규모입니다.

나트론 에너지는 산업용 애플리케이션에 집중하고 빠른 충전 속도와 같은 기능을 우선시하고 있습니다. 초기 주요 고객은 데이터 센터, 모빌리티, 전기 자동차 고속 충전, 마이크로그리드 및 통신 회사등으로 생각하고 있습니다.

나트륨 이온 배터리의 공급망은 아직 초기 단계에 있으며, 유틸리티 규모 시범 프로젝트가 진행 중이지만, 나트륨 이온이 광범위한 에너지 저장 시장에 실질적인 영향을 미치려면 비용 절감이 필요할 것입니다.

나트론 에너지의 공동 CEO인 콜린 웨셀스(Colin Wessells)는 공급망이 확대되면 일부 유형의 나트륨 이온 배터리가 공익 사업 규모 고객에게 비용 경쟁력을 가질 수 있다고 말했습니다.

미국에서 태양광 설비가 급증하고 있으며, 대부분의 개발업체는 이제 자사 프로젝트에 에너지 저장을 포함시키는 것을 고려하고 있습니다.

태양광 및 풍력 발전 용량이 증가함에 따라 에너지 저장의 가치가 높아지고, 인플레이션 방지법에는 처음으로 단독 에너지 저장 프로젝트에 대한 세액 공제가 포함되었습니다.

개발자들은 노동, 국내 콘텐츠 또는 환경 정의 요건을 충족하면 추가 보너스 세액 공제와 함께 30% 투자 세액 공제(ITC)를 받을 수 있습니다.

나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도가 낮기 때문에 대부분의 전기 자동차에 사용하기보다는 고정형 저장 장치에 더 적합합니다.

2021년과 2022년에 리튬 가격이 급등한 후, 특히 중국에서 나트륨 이온 제조에 대한 투자가 증가했습니다. 높은 리튬 가격으로 인해 세계 채굴 용량이 증가했고, 2023년에는 공급이 수요를 앞지르면서 중요한 광물 가격이 급락했습니다. IEA에 따르면 리튬은 75% 하락했고, 코발트, 니켈, 흑연은 30~45% 하락했습니다.

IEA는 나트륨 이온 배터리가 에너지 저장 시장에서 점점 더 큰 점유율을 차지할 것으로 예측하고 있습니다. 나트륨 이온 배터리는 비용이 저렴한 재료를 사용하고 리튬을 사용하지 않아 리튬 철인산(LFP) 배터리보다 생산 비용이 30%나 저렴할 수 있기 때문입니다.

보고서는 "앞으로 기술 혁신은 나트륨 이온 배터리와 같은 새로운 디자인과 화학을 확장하는 데 중요할 것"이라고 밝혔습니다.

미국 기업인 Peak Energy는 대규모 나트륨 이온 저장을 개발하고 있으며, 2025년에 상위 5대 독립 전력 생산자(IPP) 중 3곳을 포함한 6개 미국 고객에게 첫 번째 파일럿 시스템을 제공할 예정입니다. 이 회사는 내년에 생산을 확대하고 2027년에 본격화할 계획입니다.

상업용 나트륨 이온 프로젝트의 자금 조달성을 개선하려면 성공적인 시범 프로젝트가 필요하다고 청정 전력 개발업체 Lightsource BP의 사업 개발 담당 수석 부사장인 헬렌 브라우너 (Helen Brauner)가 말했습니다.

브라우너는 많은 개발자들이 배터리 화학에 관해서는 "기술에 구애받지 않지만", 그들은 그 기술이 안전하고, 신뢰할 수 있고, 수익성이 있는지 알고 싶어한다고 말했습니다.

정부가 에너지 안보를 강화하고 지역 산업을 확장하고자 할 때, 국내에서 부품을 조달할 수 있는 능력은 나트륨 이온 기술의 주요 장점입니다.

전 세계 리튬 가공의 대부분은 중국을 통해 이뤄지고, 미국과 유럽은 국내 리튬 공급망 구축에 박차를 가하고 있지만 전기 수송에 대한 수요 증가로 인해 향후 몇 년 안에 전 세계 가공 용량에 압박이 가해질 것입니다.

Natron Energy의 공동 CEO인 웬달 브룩스(Wendell Brooks)는  “그래서 우리와 같은 대체 기술이 있어야 합니다.”라고 말했습니다.

IEA에 따르면 중국은 리튬 이온 시장을 장악하고 있을 뿐만 아니라, 발표된 나트륨 이온 배터리 제조 용량의 90% 이상을 차지하며 개발도 선도하고 있습니다.

Peak Energy의 공동 창립자인 캐머런 데일스(Cameron Dales)는 중국이 제조 능력을 확대함에 따라 나트륨 이온 배터리가 곧 더 보편화될 것이며  이 기술이 주류가 될 전환점에 도달했다고 생각한다고 말했습니다.

 

■ McGill University, 전고체 배터리 성능개선 방법 개발

 

맥길 대학의 연구원들은 전고체 리튬 배터리 성능을 개선하는 방법을 발견했습니다. 전고체 배터리의 도전 과제는 세라믹 전해질이 전극을 만나는 곳에서 발생하는 저항에 있습니다. 이로 인해 배터리의 효율성이 떨어지고 전달할 수 있는 에너지 양이 줄어듭니다. 연구팀은 기존의 고밀도 판 대신 다공성 세라믹 막을 만들고 소량의 폴리머로 채우면 이 문제를 해결할 수 있다는 것을 발견했습니다.

 

높은 화학적 및 전기화학적 안정성을 가진 가넷(Garnet)형 고체 전해질은 고전압 작동에 적합하지만 전극과의 젖음성 (Wettablility)이 좋지 않아 큰 계면 임피던스가 발생합니다. 연구팀은 입방형 Li6.1Al0.3La3Zr2O12 다공성 프레임워크와 3차원 연속 구조의PVDF로 구성된 고전도성 및 계면 친화적인 가넷 기반 복합 고체 전해질(CSE: composite solid electrolyte)을 설계했습니다.

 

세라믹과 폴리머 부분 사이에 La-N 및 La-F 결합이 형성되면 Li 염의 분리가 촉진되어 매우 효율적인 수송이 이루어집니다. 이러한 결합 효과는 25°C에서 높은 이온 전도도(0.437 mS/cm)와 Li 전달 수 t + (0.72)에 기여하는 동시에 높은 전극/전해질 계면 안정성을 가능하게 합니다. 개발된 CSE의 고전압 전고체 배터리 는 나노 스케일 에서 계면 불안정성의 징후 없이 3~4.8V에서 200회 이상 안정적으로 사이클을 진행했습니다.

이번 연구를 이끈 재료공학과 조지 데모풀로스(George Demopoulos) 교수는 “폴리머로 충진된 다공성 막을 사용함으로써 리튬 이온이 자유롭게 움직일 수 있게 하여 고체 전해질과 전극 사이의 계면 저항을 없앨 수 있습니다. 이것은 배터리 성능을 개선할 뿐만 아니라 업계의 핵심 목표 중 하나인 고전압 작동을 위한 안정적인 인터페이스를 만듭니다."라고 말했습니다.

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■ Tesla, 2026년 4개의 신규 배터리 출시

 

테슬라는 사이버트럭, 차기 로보택시 및 기타 전기 자동차에 동력을 공급하기 위해 자체 배터리의 새로운 버전 4개를 설계할 계획이라고 인포메이션이 목요일에 이 계획에 대해 알고 있는 사람들을 인용해 보도했습니다.

테슬라는 현재 파나소닉 에너지와 LG 에너지 솔루션을 포함한 다른 회사로부터 대부분의 EV 배터리를 공급받고 있지만, 비용을 낮추고 마진을 높이기 위해 미국에서 4680 배터리 셀의 생산을 늘리려고 노력해 왔습니다.

보고서에 따르면 4680 배터리 개발은 어려움에 직면해 있습니다. 이 회사는 테스트 생산에서 양극재의 70~80%를 스크랩으로 손실하고 있지만, 기존 배터리 제조업체의 경우 제조상 결함으로 인해 발생하는 스크랩은 2%미만이라고 합니다.

이 회사는 또한 4680 셀의 건식 코팅 버전 생산을 확대하려고 노력해 왔지만 배터리를 만드는 속도에 어려움을 겪고 있다고 Reuters는 작년에 보도한 바 있습니다.

테슬라는 내년 중반까지 사이버트럭 배터리에 양극재를 건식코팅하여 셀을 제작할  계획이며, 건식 코팅 기술을 사용해 주당 2,000~3,000대의 사이버트럭을 생산할 계획이라고 Information 보도에서 전했습니다.

보도에 따르면 테슬라는 2026년까지 건식 음극을 사용하는 4680의 4가지 버전을 출시할 계획이며, 그 중 코드명 NC05인 버전이 로보택시에 동력을 공급할 예정입니다.

 

자동차 OEM

■ Ford, 루마니아에서 전기차 배터리 조립 예정

 

자동차 제조업체 인 포드는 다른 지역에서 생산된 배터리 셀을 기반으로 루마니아의크레이오바(Craiova)에서 전기 자동차 용 배터리를 조립할 것이라고 현지 소식통은 말했습니다.

이코노미디아(Economedia) 정보에 따르면 엔진 사업부에서 개발 된 배터리 조립 라인은 이미 회사 자체 자금을 통해 완성 될 것이라고합니다. 포드는 2024 년부터 크레이오바에서 3 종류의 전기 자동차를 생산할 계획입니다. 이 회사는 2024 년부터 크레이오바 공장에서 소형 SUV Puma의 100 % 전기 버전을 생산할 것이라고 발표했습니다. 동시에 트랜짓 쿠리어(Transit Courier)와 투르네오 쿠리어(Tourneo Courier) 모델을 디젤 및 가솔린 버전으로 생산하기 시작했으며, 전기 버전도 E-Transit Courier 및 E-Tourneo Courier라는 이름으로 생산할 예정입니다. 작년 7월, 포드 오토산은 4억 9천만 유로를 투자하여 크레이오바 공장에서 차세대 쿠리어 제품군의 생산을 지원한다고 발표했으며, 푸마 모델과 함께 2024년에는 완전 전기 버전을 생산하게됩니다. 이 투자에 따라 총 생산 능력은 연간 25만 대에서 27만 2,000대로 증가하게 됩니다. 2022년, 크레이오바의 포드 공장은 터키가 포드 오토산으로부터 인수했습니다.

2022년, 포드 오토산 루마니아는 포드 오토모티브 사나이(Ford Otomotiv Sanayi A.Ș)가 소유하고 있으며 이 회사는 포드 자동차(41%)와 코즈 홀딩 (Koç Holding A.Ș). (41%)가 동일한 지분을 소유하고 있으며, 2004년부터 터키의 3대 수출 기업 중 하나입니다.

 

■ Dynell, 항공 분야 전기 지상 지원 시스템에 Northvolt Voltpack채용

 

항공 분야를 위한 전기 지상 지원 솔루션을 제공하는 Dynell은 Northvolt의 Voltpack Core 배터리 시스템을 자사의 공항용 전기 지상 지원 전원장치인 DEM 045-090에 채용한다고 밝혔습니다.

Dynell의 DEM 045-090은 지상에 주차된 항공기의 전원을 공급하고 활주로에서 운영되는 수하물 카트와 항공기 견인차, 케이터링 트럭, 연료 트럭, 제빙 차량등의 다양한 지상 지원차량에 전원을 공급하는 장치로 최대 90kVA의 출력 전력과 80kW의 충전 전력을 제공하고 있습니다. 이미 Dynell은 공항에서 운영하는 50개의 DEM 045-090에 100개의 Voltpackcore를 사용하고 있으며 이 숫자는 2024년 말까지 두배로 늘어늘어날 것 예상하고 있습니다.

 

■ Ford, 연말까지 EV 구매자에게 무료 배터리 충전기 제공

            

Ford는 연말까지 EV 구매자에게 무료 가정용 충전기와 설치 서비스를 제공하여 전기 자동차에 호기심이 많은 고객을 유치하려 하고 있다고 밝혔습니다.

자동차 제조업체들이 침체된 전기 자동차 수요를 활성화하기 위해 노력하는 가운데 , 그들은 가격과 배터리 범위에 대한 우려를 해소하는 것과 더불어 충전기 접근성을 개선하는 데 주력해 왔습니다.

포드는 무료 충전 및 설치 혜택은 10월 1일부터 연말까지 포드 머스탱 마하-E, F-150 라이트닝 픽업트럭 또는 E-트랜싯 카고 밴을 구매하거나 임대하는 고객에게 적용된다고 밝혔습니다.

포드 CEO 짐 팔리 (Jim Farley)는 로이터와의 인터뷰에서 다음과 같이 말했습니다.

“충전보다 더 큰 장애물은 없습니다. 우리는 도로에서의 충전에 관해 업계에서 오랜 시간을 이야기해 왔지만, 미국에서 가장 기본적인 충전 솔루션을 간과했습니다.”

Farley는 유럽과 미국 서부를 가로지르는 두 번의 EV 도로 여행을 떠난 후 이러한 문제에 대해 더 많이 알게 되었고, 그와 그의 팀은 운전자가 안정적이고 일관된 충전을 위해 의지할 수 있는 장소인 집에 초점을 맞추게 되었습니다. 그는 프로그램 비용이 얼마인지 밝히기를 거부했습니다.

포드는 이미 배터리 구동 모델의 비용을 절감하기 위해 고군분투하고 있으며, 올해는 전기 부문에서 50억 달러의 손실에 직면해 있습니다 .또한 지출을 줄이기 위해 8월에 대대적으로 홍보했던 3열 전기 SUV 출시를 취소했지만 , 이러한 조치로 인해 단기적으로 자동차 제조업체에 약 19억 달러의 손실이 발생할 수 있습니다.

포드는 2024년 상반기에 약 44,000대의 전기 자동차를 판매했는데, 이는 전년 대비 72% 증가한 수치로, 약 831,000대의 차량을 판매한 테슬라에 크게 미치지 못하지만 이어 미국에서 두 번째로 큰 EV 판매업체가 되었습니다.

포드는 2023년 5월에 전국의 슈퍼차저 네트워크 에서 테슬라와 협력하는 최초의 주요 자동차 제조업체가 되었습니다 . 포드 차량은 2025년부터 호환 충전 포트와 함께 제공되어 테슬라 충전소에서 더 쉽게 전원을 공급할 수 있을 것으로 예상됩니다.

포드는 4분기에 포드 EV를 구매하고 이미 가정용 충전기를 보유하고 있거나 아파트에 거주하는 고객은 딜러로부터 2,000달러 상당의 현금을 받을 수 있다고 밝혔습니다.

 

■ IVECO BUS, 프랑스에서 수소 및 배터리 전기 버스에 대한 새로운 계약 체결

 

IVECO Group의 도시, 시외 및 관광 버스 브랜드인 IVECO BUS는 프랑스에서 전기 이동성 솔루션을 위한 3건의 새로운 계약을 체결하며. 9월 초부터 총 31대의 수소 연료 전지 버스와 20대의 배터리 전기 버스의 주문을 받았습니다.

Cannes Lérins Urban Community는 IVECO BUS에 GX 337 H2 LINIUM BRT 수소 연료 전지 버스 12대를 주문했습니다. 이 차량들은 2025년 하반기에 인도를 시작하여 이미 운행중인 35대의 IVECO BUS GX ELEC 배터리 전기 버스를 보완할 예정입니다.

로리앙 아그로메떼이션 (Lorient Agglomération ) 또한 자사의 네트워크에 IVECO BUS의 수소 기술을 채택하여 19대의 GX 337 H2 LINIUM 버스 중 5대를 2025년 하반기에 운행할 예정입니다. 세 번째 계약은 그랑 랭 모빌리테(Grand Reims Mobilités)와 체결한 것으로, 이베코 버스는 20대의 GX 437 ELEC LINIUM BRT 배터리 전기 버스(추가 9대 옵션 포함) 공급을 위해 IVECO BUS를 선택했습니다. 이 차량들은 2025년 가을부터 랭스 (Reims)거리에서 운행을 시작할 예정입니다. 칸과 로리앙이 선택한 수소 연료전지 버스는 2022년부터 시작된 IVECO 그룹과 현대자동차 간의 파트너십의 결과물 중 하나입니다. 이 모델에는 현대자동차그룹의 수소 사업 브랜드인 HTWO가 개발한 첨단 연료전지 시스템과 IVECO 그룹의 저환경 파워트레인 설계 및 생산 전문 브랜드인 FPT 인더스트리얼의 배터리 팩이 탑재됩니다. 랭스에 투입되는 배터리 전기 버스는 이미 유럽에서 100개 이상의 고객사가 선택해 3,000대 이상이 주문된 성공적인 제품군의 일부입니다.

  

■ Innovative Rail Technologies, Electrovaya와 배터리 시스템 공급을 위한 전략적 공급 계약 체결

 

리튬 이온 배터리 기술 및 제조 회사인 Electrovaya는 IRT(Innovative Rail Technologies)와 전략적 공급 계약을 체결한다고 발표했습니다. 이 계약은 우선 IRT의 전기 기관차 시스템에 일렉트로바야의 인피니티 배터리 시스템을 공급하는 것을 주요 내용으로 합니다. IRT는 배터리 전기로 전환하기위해 리튬 이온 배터리 시스템을 적용하는데 주력하고 있습니다.

IRT는 산업 운영, 단선 철도, 항만, 방위 및 통근 철도 분야의 애플리케이션을 대상으로 하는 강력한 주문 파이프라인을 보유하고 있습니다.

 

■ Nio, 실시간 AI EV 배터리 테스트를 위해 Monolith와 협력

 

중국의 전기자동차 스타트업인 Nio는 영국의 인공지능 소프트웨어 스타트업인 Monolith와 협력하여 유럽에서 배터리 교환 서비스를 하기위해 전기차 배터리 팩을 실시간으로 테스트하고 개선하고 있다고 밝혔습니다. 테스트는 곧 유럽의 5개 시장에서 시작될 예정이며 중국에서도 동일한 작업을 수행하기 위해 규제 요건을 검토 중이라고 밝혔습니다. Monolith 이를 통해 다른 중국 자동차 제조업체와도 협력할 수 있을 것이라고 말했습니다.

Monolith는 이미 메르세데스 벤츠, BMW, 혼다 등 세계 상위 20개 자동차 제조업체 중 약 10개 업체와 협력하여 머신러닝 알고리즘을 사용하여 전기 자동차 배터리를 테스트함으로써 개발 속도를 높이고 서양 자동차 제조업체가 중국의 새로운 경쟁자를 따라잡을 수 있도록 돕고 있습니다.

유럽 자동차 제조업체는 신차를 개발하는 데 약 5년 이상이 걸리는 반면 중국 전기차 제조업체는 2년 정도면 충분합니다. 중국에서는 더 빨리 추진하기를 원하며 현재 1년 안에 할 수 있을까를 고민하고 있습니다. Nio는 자동차 소유자가 전기차 배터리를 충전하지 않고 몇 분 안에 교체할 수 있는 배터리 교환 서비스를 운영합니다. Nio의 유럽 배터리 시스템 책임자인 Frank Kindermann은 유럽 주요 5개 시장 고객의 98%가 배터리 교환 서비스를 이용하고 있다고 말합니다.

이를 통해 자동차 제조업체는 새로운 배터리를 테스트하고 교체할 때마다 Monolith의 AI 알고리즘을 사용하여 배터리의 상태, 성능, 내구성을 점검할 수 있습니다.

 

■ Tesla Energy, 2024년 3분기에 2023년 ESS설치양을 초과

 

Tesla Energy는 2024년 3분기 현재까지 20.3GWh의 배터리 저장 제품(BESS)을 배치했습니다. 2024년이 1분기가 남았는데도 이미 2023년 전체 에너지저장장치 배치량14.7GWh를 초과한 것입니다.

2024년 3분기 배치양은 6.9GWh로 2024년 2분기 9.4GWh보다 낮지만 이는 Tesla Energy가 지금까지 3분기에 배치한 에너지 중 가장 높은 수치입니다.

이 회사는 2023년 전체 연도에 14.7GWh의 에너지 제품을 배치했고 , 2022년 전체 연도에는 6.5GWh, 2021년 전체 연도에는 3.99GWh의 에너지 저장 제품을 배치했습니다 . 이는 또한 Tesla의 2024년 3분기 배터리 저장 배치가 2022년 전체 연도 배치보다 높았다는 것을 의미합니다.

테슬라의 에너지 저장장치 배치는 ​​회사의 주력 에너지 제품인 Megapack을 생산하는 Lathrop Megafactory의 램프업으로 가속화되었습니다. Megapack은 단위당 3.9MWh의 에너지를 제공하므로 그리드 규모로 사용되기 위해 설계되었습니다 . Lathrop Megafactory의 연간 용량은 40GWh이며, 이는 연간 약 10,000개의 Megapack에 해당합니다. 

Tesla Energy는 내년에 Megapack 생산 용량이 늘어날 것으로 기대되는데, 이는 상하이 메가  팩토리를 건설하고 있기때문입니다. 현재 상하이 메가팩토리는 2024년 5월 말에 기공식을 가졌고 2025년 1분기에 초기 메가팩 생산을 시작할 수 있을 것으로 기대됩니다. 이 공장은 연간 40GWh의 용량으로 설계되었지만 중국 상하이의 테슬라 기가팩토리가 얼마나 효율적으로 생산을 하는지를 고려하면 상하이 메가팩토리 역시 연간 40GWh 이상의 Megapack을 생산할 가능성이 높아 보입니다.

 

재활용

■ Nissan Leaf 폐 EV 배터리, ESS에 사용

 

테네시주 프랭클린에 있는 Nissan Americas 본사는 건물 전력 소비를 상쇄하고 전기 자동차 배터리 사용을 연장하기 위해 두 개의 2차 배터리 시스템을 추가하고 있습니다. 이 프로젝트는 Nissan의 지속 가능성 목표의 핵심 부분으로, 재활용 및 재사용 재료의 사용을 극대화하는 동시에 발생하는 폐기물 양을 최소화한다는 회사의 사명에 기여하고 있습니다. Middle Tennessee Electric, 7 States Power Corp., University of Tennessee-Oak Ridge Innovation Institute와 협력하여 관리하는 Battery Energy Storage Solution(BESS) 프로젝트는 Nissan LEAF 배터리를 재활용하여 "수요 피크" 시간에 건물에 에너지를 공급하고 "수요가 적은" 시간에 충전합니다.

"에너지 피크 쉐이빙 (energy peak shaving)"이라 불리는 이 과정은 가뭄 동안 정원에 사용하기 위해 폭우 후 빗물을 저장하는 것과 같습니다.

이 프로젝트는 두 개의 컨테이너와 같은 하우징으로 구성되어 있습니다. 하나는 LEAF 40kWh 팩을 사용하고 500킬로와트시(kWh)의 용량을 가지고 있고, 다른 하나는 LEAF 모듈을 사용하고 1메가와트시의 에너지 용량을 가지고 있습니다. 총 약 50-60대의 LEAF 차량의 배터리가 두 어셈블리에 사용됩니다. 이러한 배터리는 닛산 네트워크 내에서 공급되며 서비스 교체 후 수거됩니다.

닛산의 지역 에너지 및 환경 관리자인 크리스 고다드(Chris Goddard)는 “Nissan Americas 본사는 일반적으로 계절에 따라 두 번의 에너지 수요 피크를 경험합니다. 겨울에는 직원들이 도착하고 건물의 전기 난방에 대한 수요가 많은 아침이 가장 먼저입니다. 여름에는 오후 늦게 가장 많이 사용하는데, 이때 에어컨을 틀어 시원하게 유지합니다. BESS 프로젝트는 건물이 전력망에서 사용하는 전력을 보완하기 위해 저장된 전력을 공급할 수 있습니다. "라고 말했습니다.

고다드는 Nissan 프로젝트를 차별화하는 것은 새 배터리 팩과 모듈이 아닌 2차 배터리 팩과 모듈을 사용한다는 점이라고 말했습니다. 이 배터리 팩과 모듈은 각각 다른 건강 상태(SOH)를 가지고 있습니다. 이 프로젝트의 핵심 부분은 모든 배터리가 서로 다른 조건과 용량에도 불구하고 어떻게 응집적으로 함께 작동하는지 균형을 맞추는 것입니다. 이 프로젝트는 단순한 기술 이상의 의미를 갖습니다. 보다 지속 가능한 미래를 구축하기 위해 자원을 사용하는 방식을 재고하는 것입니다.

팀이 데이터를 수집하는 동안 최소한 1년 동안 닛산 아메리카 본사에서 두 개의 배터리 설치에 대한 광범위한 연구가 진행될 예정입니다.

 

 

출처: https://batteriesnews.com/