2024. 12. 31. 07:58ㆍ배터리 산업 주간 뉴스
원재료
■ SK On, 새로운 수산화리튬 공급 계약으로 배터리 소재 공급망 강화
■ Hydro, 녹색 수소 및 배터리 사업 단계적 폐지
배터리 재료
■ OCSiAl과 GEO, 유럽의 배터리 공급망 강화를 위한 파트너십
■ NOVONIX, PowerCo와 고성능 합성 흑연 공급계약
■ Solidion Technology, 대만 Giga Solar와 협력해 미국 배터리 시장 개발
■ NEO Battery Materials, OCSiAl SWCNT로 고사양 실리콘 음극 개발
배터리 제조
■ Banpu NEXT와 Durapower, 태국 배터리 조립 공장 준공
■ LEAD, 지능형 플랫폼 LEADACE로 전해질 충전 공정의 품질과 효율 향상
■ BYD, 2025년 차세대 블레이드 배터리 출시 예정
■ Prologium, 5분 충전으로 최대 186마일까지 주행 가능한실리콘 배터리 개발
■ 리튬-황 배터리 스타트업 Molyon, 460만 달러 모금
■ USTC, 화성에서 에너지를 공급할 수 있는 새로운 유형의 배터리 개발
■ PEM, 새로운 건조 공정 연구
■ Honda, 크기를 50%줄인 전고체 배터리 개발
■ Biwatt, 나트륨 이온 에너지 솔루션 공개
■ 프랑스, 독일, 스웨덴, EU 배터리 산업에 중국 의존도 피하기 촉구
■ TUHH와 Weiss Technik, 지속 가능한 배터리 생산을 위해 힘을 합치다
■ BESS, 복잡하지만 유망한 청정 에너지 전환 경로
■ 중국의 배터리 EV 역량, 미국과 EU 자동차 제조업체를 혼란에 빠뜨린다
■ 표면개질을 통한 Ni-rich NCM의 성능과 수명향상
■ 차체의 무게를 직접 견디는 구조배터리 개발
■ BYD, 건설장비용 배터리팩 3종 출시, 최대 4C 충전 가능
자동차 OEM
■ 배터리 교체 비용 급락할 전망: '엔진을 고치는 것보다 저렴
■ American Battery Solutions, Marine Travelift 전기보트에 동력 공급
■ UOTTA, Universal Battery Swap Station 공식 출시
■ MAN, 뉘른베르크 신규 배터리 생산 시설 준공식 거행
재활용
■ COMAU, REINFORCE 프로젝트를 위한 지속 가능한 배터리 재활용 솔루션 개발
■ Green Science Alliance, Switzerland Innovation Park Biel과 재활용 재료를 이용한 배터리 제조 연구 개발 협력
■ BMW, 배터리 셀 재활용 위해 CRCC (Cell Recycling Competence Centre) 건설
■ 리튬 배터리 재활용업체, 힘든 시장 상황에도 불구하고 유럽 신규 확장 계획
■ 미국, 중요 광물자원 격차 메우기 위해 스크랩 목표 설정
■ EVSX, 멀티케미스트리 배터리 처리 라인 설치 시작
원재료
■ SK On, 새로운 수산화리튬 공급 계약으로 배터리 소재 공급망 강화
SK On은 배터리 제조에 중요한 구성 요소인 수산화리튬을 한국 국내에서 생산하여 확보함으로써 원자재 경쟁력을 강화하기 위한 전략적 움직임을 발표했습니다. SK On은 공급원을 다각화함으로써 조달 효율성과 비용 효율성을 강화하는 동시에 시장 변화와 외부 상황에 신속하게 적응하고자 합니다.
SK On은 포스코 필바라 리튬 솔루션 (POSCO Pilbara Lithium Solution)과 장기 계약(LTA)을 공식화했습니다. 이 행사에는 SK On의 전략구매실장 박종진과 포스코 필바라 리튬 솔루션의 이경섭 대표이사 등 주요 대표들이 참석했습니다.
이 계약에 따라 SK On은 향후 3년 동안 포스코 필바라 리튬 솔루션에서 한국에서 생산한 최대 15,000톤의 고순도 수산화리튬을 공급받게 되며, 추가로 3년 연장할 수 있는 옵션이 있습니다. 이 수산화리튬은 NCM 양극에 필수적인 소재입니다.
2021년에 설립된 포스코 필바라 리튬 솔루션은 POSCO Holdings와 호주 광산 회사 Pilbara Minerals의 합작 투자로 각각 82%와 18%의 지분을 보유하고 있습니다. 이 합작 투자는 Pilbara Minerals의 호주 광산에서 리튬 스포듀민을 가공하여 한국 광양에 있는 자사 시설에서 수산화 리튬을 추출합니다.
리튬 스포듀민은 리튬 광석에서 추출한 농축 고순도 미네랄입니다. Pilbara Minerals은 서부 호주의 필간구라(Pilgangoora) 광산에서 매년 약 680,000톤의 리튬 스포듀민을 생산합니다. 포스코 홀딩스는 2018년 필바라 미네랄에 투자한 이후 리튬 스포듀민에 대한 20년 공급 계약을 확보했습니다.
SK On은 중국을 넘어 리튬 수산화물 공급을 확대함으로써 원자재 조달에 대한 협상 레버리지를 강화할 것으로 기대합니다. 이 회사는 조달 리드타임을 줄이고, 물류 및 재고 비용을 낮추고, 시장 수요 변동에 보다 신속하게 대응하고자 합니다.
SK On은 핵심 광물에 대한 글로벌 공급망을 적극적으로 다각화하고 있습니다. 최근 이니셔티브로는 6월 ExxonMobil과의 리튬 공급 협력을 위한 양해각서, 2월 Westwater Resources와의 천연 흑연 공급 계약, 2022년 11월 칠레 SQM과의 리튬 공급 계약이 있습니다. 2019년 12월 SK On은 스위스 Glencore와 코발트 공급 계약도 체결했습니다.
■ Hydro, 녹색 수소 및 배터리 사업 단계적 폐지
노르웨이 알루미늄 생산업체인 노르스크 하이드로(Norsk Hydro)는 더 이상 배터리 및 녹색 수소 사업에 투자하지 않으며 향후 몇 년 안에 이러한 사업을 단계적으로 중단할 것이라고 수요일에 밝혔습니다. 이 회사는 어려운 경제 환경 속에서 녹색 수소와 같은 청정 에너지원에 대한 활동을 축소한 최근의 유럽 기업이 되었습니다 .
Hydro는 투자자의 날을 앞두고 성명을 통해 “배터리 소재와 녹색 수소는 더 이상 Hydro의 전략적 성장 분야가 아니며 추가 자본이 할당되지 않습니다.”라고 밝혔습니다.
CEO인 에이빈드 칼레비크(Eivind Kallevik)는 로이터와의 인터뷰에서 회사가 앞으로 이 분야에 다시 투자할 계획은 없으며, 대신 알루미늄 재활용 및 압출 사업에 집중할 것이라고 밝혔습니다. 그는 그 결정의 더 구체적인 이유를 밝히지 않았습니다.
유럽 연합이 청정 에너지로 전환하는 데 있어 핵심 구성 요소인 수소 부문은 제한된 보조금, 공급 과잉에 대한 우려, 특히 중국산 저가 수입품과의 경쟁 심화로 어려움을 겪고 있습니다. 독일의 예상치 못한 전기차 보조금 종료와 중국산 수입품에 대한 EU의 관세 부과로 인한 전기차 생산량 감소로 하이드로의 유럽 알루미늄 판매량도 감소했습니다. 칼레빅은 자본 시장의 날 프레젠테이션에서 이렇게 말했습니다. "중국 전기차가 30~35%의 시장 점유율로 유럽을 떠나는 것은 어렵습니다. 그는 하이드로가 주로 중소형 브랜드보다 차량당 알루미늄을 더 많이 사용하는 대형 프리미엄 자동차 브랜드에 노출되어 있기 때문에 앞으로도 그럴 것이라고 덧붙였습니다.
하이드로는 재활용 및 압출 사업 강화를 목표로 2030년까지 65억 노르웨이 크로네(5억 8,200만 달러)를 절감하는 것을 목표로 하는 비용 절감 프로그램을 시작한다고 밝혔습니다. 하이드로의 성장 전략의 핵심인 친환경 알루미늄은 주로 재활용 알루미늄을 사용하여 만들어집니다. 또한, 재활용 사업 및 전략적 파트너와 긴밀히 연계하여 배터리 재활용 업체인 하이드로볼트 (Hydrovolt)를 산업 소유주로서 계속 지원할 것이라고 밝혔습니다.
배터리 재료
■ OCSiAl과 GEO, 유럽의 배터리 공급망 강화를 위한 파트너십
룩셈부르크의 두 기업인 세계 단일벽 탄소 나노튜브 (SWCNT: Sigle wall CNT) 생산업체인 OCSiAl과 새로운 에너지 통합 원자재 혁신 기술 플랫폼인 그린 에너지 오리진(GEO: Green Energy Origin)이 장기 제조 계약을 체결했습니다. 이 계약은 리튬 이온 배터리의 음극 성능을 개선하기 위해 체코에서 TUBALLTM BATT 그래핀 나노튜브 현탁액을 생산하는 데 중점을 두고 있습니다. 이 전략적 파트너십은 전체 유럽 배터리 공급망의 효율성, 탄력성 및 지속 가능성을 향상시킬 것입니다. 계획된 연간 생산 능력은 10,000톤의 나노튜브 서스펜션으로, 이는 일반적인 65-70kWh 배터리 팩을 사용하는 최대 500만 대의 전기차 음극을 개선하기에 충분한 양입니다. 이 제품은 이미 시장의 인정을 받았으며, 고니켈 저코발트 양극재와 단결정 NCM 양극재 등 첨단 배터리 기술을 사용하는 업체뿐만 아니라 두꺼운 LFP 및 NCM 양극재를 사용하는 전기차 배터리 생산업체의 수요가 높습니다.
탄소 나노튜브 서스펜션은 표준 용액에 비해 전도성 첨가제의 부하가 10~60배 낮기 때문에 활성 물질 함량을 98.8%까지 높여 에너지 밀도를 극대화할 수 있습니다. 또한 방전 전력을 높이고 배터리 저항(DCR)을 낮춰 안전성을 높이며 입자를 서로 결합하는 견고한 그래핀 나노튜브 네트워크를 생성하여 양극재 입자 간의 응집력을 향상시킵니다.
■ NOVONIX, PowerCo와 고성능 합성 흑연 공급계약
배터리 소재 및 기술 기업인 NOVONIX와 PowerCo는 최소 32,000톤의 고성능 합성 흑연 소재에 대한 구속력 있는 매수 계약을 체결했다고 발표했습니다. 이 소재는 2027년부터 5년 동안 PowerCo에 공급됩니다.
폭스바겐이 2022년에 설립한 PowerCo는 글로벌 배터리 셀 생산을 늘리는 데 전념하고 있습니다. PowerCo는 국제 공장 운영, 셀 기술의 발전, 배터리 가치 사슬의 수직 통합을 감독합니다. PowerCo는 독일 잘츠기터, 스페인 발렌시아, 캐나다 세인트 토마스의 3개 기가팩토리 위치를 선정했으며, 총 용량은 연간 최대 200GWh입니다. NOVONIX와 PowerCo는 이전에 2024년 3월에 비독점적 테스트 및 개발 계약을 체결했다고 발표했습니다.
NOVONIX의 리버사이드 시설은 북미 최초의 배터리 부문 고성능 합성 흑연 전용 대규모 생산기지가 될 것이며 2025년에 상업 생산을 시작할 예정으로, 현재 고객과의 약속을 충족하기 위해 생산량을 연간 2만 톤까지 늘릴 계획입니다. 앞서 회사는 미국 에너지부("DOE") 제조 및 에너지 공급망 사무소("MESC")가 리버사이드 시설의 자금 조달을 위해 1억 달러의 보조금을 지급하고 1억 3백만 달러의 투자 세금 공제 대상에 선정되었다고 발표했습니다. 또한 회사는 미국 남동부에 초기 생산 능력이 연간 30,000톤인 두 번째 생산 시설을 건설할 계획을 진행 중이며, 이 시설을 연간 75,000톤으로 확장할 계획입니다. NOVONIX는 이 새로운 생산 시설 건설을 지원하기 위한 첨단 기술 차량 제조 프로그램 대출을 위해 DOE 대출 프로그램 사무소("LPO")와 계속 논의 중입니다. NOVONIX의 현재 계획은 예상되는 고객 수요를 수용하기 위해 총 생산량을 최소 연간 150,000톤으로 늘려 합성 흑연 소재를 생산한다는 것입니다.
■ Solidion Technology, 대만 Giga Solar와 협력해 미국 배터리 시장 개발
첨단 배터리 소재 공급업체인 Solidion Technolog는 대만의 소재 제조업체인 Giga Solar Materials Corp. 와 전략적 양해각서(MOU)에 서명했습니다. 이 파트너십은 미국에서 혁신적인 실리콘 산화물(SiOx) 음극 소재 생산을 가속화하고 북미에서 강력한 리튬 배터리 소재 공급망을 확보하는 데 있어 주도적인 역할을 하는 데 있어 중요한 진전을 나타냅니다.
Solidion은 550개 이상의 특허 포트폴리오와 첨단 R&D 역량을 활용하여 Giga Solar와의 협력, 그리고 앞서 발표한 Bluestar Materials Company 와의 파트너십을 통해 고품질 실리콘 산화물 음극재료의 토탈 솔루션에 집중할 것입니다. Apple과 다른 많은 회사와 계약을 맺은 글로벌 전자제품 제조업체인 Foxconn은 앞서 Giga Solar와의 EV 파트너십에 있는 자회사인 Giga Storage Corp를 통해 3,600만 달러를 투자했습니다. 많은 사람들은 이제 실리콘과 실리콘 산화물을 고체 배터리 기술보다 더 선호되는 솔루션으로 여깁니다.
실리콘 산화물과 같은 첨단 소재는 기존 흑연 음극에 비해 비용량을 5배 증가시키면서도 안전성과 안정성을 유지하여 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도와 성능을 향상시키는 데 중요한 진전을 이루었습니다. 이와 같은 향상된 음극 기술은 전기자동차(EV)의 내구성과 주행거리를 늘리는 데 필수적이며, 전기차 업계에서 가장 중요한 과제 중 하나를 해결합니다. 또한 이번 MOU를 통해 Solidion과 Giga Solar는 이미 대만에서 연간 약 100톤 규모의 생산 능력을 보유하고 있으며, 미국 내 제조 기회와 첨단 실리콘 산화물 솔루션 상용화를 위한 시장 전략을 모색할 수 있는 입지를 다지게 되었습니다. 전기차 및 에너지 저장 시스템에 대한 수요가 증가함에 따라 실리콘 산화물은 기존 배터리 기술에 비해 상당한 이점을 제공하는 음극 소재로 선호되고 있습니다.
Solidion CEO인 제이미 윈터스 (Jaymes Winters)는 "이번 계약은 에너지 저장 분야의 혁신을 주도하려는 Solidion의 노력을 보여주는 것입니다. Giga Solar와의 협력을 통해 배터리 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 증가하는 시장 수요에 대응할 수 있는 능력을 강화하는 첨단 실리콘 기반 솔루션 도입을 가속화할 것이며 이번 파트너십은 효율성, 내구성, 지속 가능성을 우선시하는 배터리 솔루션을 제공하기 위한 우리의 헌신을 증명하는 것"이라고 말했습니다.
■ NEO Battery Materials, OCSiAl SWCNT로 고사양 실리콘 음극 개발
저비용 실리콘 음극 소재 개발사인 NEO Battery Materials 은 더 오래 작동하고 빠르게 충전되는 리튬 이온 배터리를 가능하게 하는 저가 실리콘 음극 소재 개발사로서, 2024년 10월 23일에 세계 최대의 단일벽 탄소 나노튜브(SWCNT) 산업 생산업체인 OCSiAl와 양해각서(MOU)에 서명했다고 발표했습니다. OCSiAl 은 NEO에 SWCNT 제품을 공급 하여 NEO 의 폴리머 코팅 실리콘 애노드의 고사양 모델을 제조할 것입니다. 이 MOU와 관련하여 중요한 조건이나 고려 사항은 없습니다.
NEO는 단일벽 탄소 나노튜브를 사용하여 배터리 사이클 안정성, 초기 비용량, 쿨롱 효율의 세 가지 핵심 지표에서 발전을 목표로 합니다. 주요 적용 분야로는 전기 자동차와 전자 제품이 있으며, 향상된 수명과 에너지 효율성에 대한 수요가 급증하고 있습니다.
OCSiAl의 단일벽 탄소 나노튜브인 TUBALL 브랜드는 가장 진보된 탄소 재료 중 하나로 인정받고 있습니다. TUBALL 은 매우 낮은 농도에서도 높은 전도성, 유연성 및 기계적 견고성을 통해 효과적인 성능을 발휘하여 실리콘 음극엑 첨가하면 배터리 사이클 수명을 최대 4배까지 늘릴 수 있는 능력을 보여줍니다. MOU에 따라 OCSiAl의 TUBALL 은 NEO의 실리콘 음극의 구조적 및 전기화학적 특성을 강화하기 위한 전도성 첨가제와 코팅재 역할을 할 것입니다.
배터리 제조
■ Banpu NEXT와 Durapower, 태국 배터리 조립 공장 준공
Banpu PCL의 자회사이자 아시아 태평양 지역의 Net Zero Solutions 공급업체인 Banpu NEXT는 전기 자동차 및 재생 에너지 애플리케이션을 위한 성능 리튬 배터리 저장 솔루션 기술회사인 Durapower와 함께 태국 자동차 시장에서 전기화와 깨끗한 운송을 가속화하기 위해 DP NEXT 조립 공장을 준공했습니다.
아마타 (AMATA) 시 촌부리 (Chonburi) 산업단지에 위치한 이 최첨단 시설은 태국과 아시아 태평양 지역 전체에서 전기 버스와 중장비 차량의 도입을 가속화할 준비가 되어 있습니다. 이 공장의 운영은 태국의 순 제로 배출 목표와 일치하며 지속 가능한 미래와 경제 성장을 향한 국가의 전환에 기여합니다.
반푸 넥스트와 듀라파워의 조인트벤처(JV) 회사가 운영하는 DP NEXT 공장은 두 팀의 전문성을 결합하여 첨단 기술 노하우와 시장에 대한 깊은 이해를 바탕으로 지역 요구에 맞는 고성능의 안정적인 배터리를 제공합니다. 이 공장은 듀라파워의 시설에서 사용되는 기술을 반영한 반자동 지능형 생산 라인을 활용합니다. 이를 통해 경량 설계, 고속 충전, 대용량 저장 용량을 갖춘 전기 버스와 대형 전기 자동차의 요구 사항을 충족하도록 특별히 설계된 배터리를 생산합니다. 또한 이 배터리는 도로용 전기 자동차의 승인을 위한 유럽의 중요한 요건인 UNECE 규정 100 Rev.3 또는 전기 도로용 차량의 추진을 위한 2차 리튬 이온 전지의 성능 테스트 표준인 IEC 62660과 같은 엄격한 기준을 통해 안전을 최우선시합니다. 또한 DP NEXT 공장에서 생산되는 모든 배터리는 엄격한 관통 테스트를 통과해야 하며, 이는 차량 사고 발생 시 배터리에 미치는 부정적인 영향을 완화하는 기술의 능력을 입증하는 것입니다.
DP NEXT 공장은 시장 수요에 대응하여 연간 15,000개 이상의 배터리 팩을 생산할 수 있으며, 장기적으로 최대 1GWh까지 확장할 계획입니다. 생산량의 80%는 국내 시장에, 20%는 동남아시아, 인도, 미국으로의 수출에 할당되어 이 지역에서 빠르게 증가하는 전기차 수요에 대응할 것입니다. 이 공장은 NMC와 LFP 셀을 모두 포함하는 포괄적인 배터리 솔루션을 제공하여 운송 및 물류 산업의 다양한 전기차 부문에 대응할 수 있습니다.
Banpu NEXT Co., Ltd. 의 최고경영자 인 Smittipon Srethapramote 씨는 다음과 같이 말했습니다. 아시아 태평양 지역은 글로벌 전기 버스 시장의 선두에 있으며, 2024년 447억 4천만 달러에서 2029년 738억 8천만 달러로 급성장할 것으로 예상됩니다. 2030년까지 도로에 등록된 차량의 40%인 33,000대의 전기 버스와 트럭을 운행하겠다는 태국의 목표의 일환으로, 이 새로운 공장은 이러한 추세의 대표적인 사례입니다. 또한, 배터리 조립 공장은 아시아 태평양 전역의 기업을 위한 'Net-Zero Solutions Provider'가 되기 위한 여정에서 중요한 단계이기 때문에, 중장비 EV 배터리 공급업체에게도 좋은 기회를 제공합니다. 또한, 이 공장은 장기 생산과 연계하여 현지 근로자를 위한 300개 이상의 일자리를 창출하여 태국의 일자리 시장을 크게 확대할 것입니다.”
Durapower는 Banpu NEXT의 자회사이며 Banpu NEXT는 65.1% 지분을 보유하고 있습니다.
■ LEAD, 지능형 플랫폼 LEADACE로 전해질 충전 공정의 품질과 효율 향상
AI 기술의 급속한 발전으로 산업 응용 분야에서의 혁신적 잠재력이 점점 더 분명해지고 있습니다. 리튬 배터리 AI 분야의 최첨단 전문 지식과 성공적인 프로젝트 구현을 활용하는 Lead Intelligent Equipment(LEAD)는 최고의 EV 및 에너지 저장 배터리 제조업체와 협력하여 전해질 충전 생산 라인을 업그레이드했습니다. 이 업그레이드는 품질과 효율성을 모두 크게 향상시켜 AI 기반 혁신의 가치를 강조했습니다.
리튬 이온 배터리 제조의 중요한 단계인 전해액 충전은 셀의 성능, 안전성, 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 그러나 생산에서 초기 기술적 한계, 장비 노후화, 환경적 영향과 같은 문제는 충전 파이프에서 막힘, 전해액 결정화, 누출로 이어질 수 있으며, 시간이 지남에 따라 충전량에 편차가 발생합니다. 전통적으로 배터리 제조사는 수동 조정 및 재충전을 통해 불량 발생 원인을 조정하는 데 사용됩니다.기존의 전해액 재충전 프로세스는 수작업에 크게 의존하기때문에 종종 지연되고, 작업자 경험에 의존하며, 표준화가 부족하여 긴 교정 프로세스와 열악한 조정 결과로 이어집니다. 대량 생산과 엄격한 배터리 성능 요구로 인해 고객은 전해질 재충전 기능을 시급히 개선해야 했습니다. 기존 방법으로는 더 이상 시장의 정밀성, 속도 및 안정성에 대한 요구 사항을 충족할 수 없다는 것이 분명해졌습니다. 업계는 보다 정밀하고 효율적이며 신뢰할 수 있는 자동 전해질 재충전 솔루션이 필요했습니다.
LEAD가 AI 기술을 사용하여 생산 라인을 업그레이드할 수 있다는 사실을 알게 된 이 회사는 전해액 충전 및 보정 라인을 지능적으로 정비하기 위해 LEAD와 파트너십을 맺었으며, AI를 활용하여 전해액 충전 제어의 문제를 극복하고 경쟁력을 강화하는 것을 목표로 했습니다.
심층 분석 결과 전해액 재충전공정에 영향을 미치는 수많은 동적 요인이 밝혀졌습니다. 시간이 지남에 따라 볼륨이 점진적으로 변화하기 때문에 적절한 보정을 정확하게 결정하기가 어렵다는 것을 확인했기 때문에 자가 학습 및 자가 적응 기능을 갖춘 AI 기술이 이상적인 솔루션으로 제시됐습니다. 첨단 AI 플랫폼인 LEADACE를 사용하여 임계점을 모니터링하고, 재충전량을 정확하게 결정하고, 즉각적인 조정 지침을 내림으로써 일관된 고품질의 결과를 얻을 수 있었습니다. LEADACE를 도입한 AI 플랫폼은 이상 징후가 있는 임계점을 정확하게 식별하고 전해액 재충전량을 계산하여 적시에 조정 지시를 내렸습니다. 이 신속하고 유연한 솔루션은 사람의 개입을 최소화하여 생산 효율성과 제품 품질을 모두 극대화했습니다. 이 혁신적인 업그레이드는 신속하게 우수한 결과를 제공하여 고객의 기대에 완전히 부응했습니다.
고객 데이터에 따르면 업그레이드된 기계당 NG 배터리 셀이 매일 47개씩 감소했습니다. 생산 라인에 기계 4대를 배치한 경우 수율 개선 범위는 0.01%~0.1%였지만, 기존 라인은 일반적으로 0.1%~2.5%의 증가를 보였습니다.
AI를 심층적으로 통합하여 분배 매개변수를 자동화하고 정확하게 제어함으로써 전해질 충전 단계에서 생산 손실이 크게 감소했습니다. 데이터에 따르면 4대의 새로운 충전 기계가 있는 생산 라인은 연간 약 4.75톤의 전해질을 절약하여 49,000유로의 직접적인 경제적 절감 효과를 얻었습니다.
독점 플랫폼으로 효율성 향상
AI 기반 플랫폼은 시간이 지남에 따라 진화하는 맞춤형 데이터 환경을 만들어 분석 정확도와 다차원적 역량을 개선했습니다. 이를 통해 워크플로가 더 원활해지고, 응답 시간이 빨라지고, 문제 해결 효율성이 향상되었습니다. 클라이언트의 피드백에 따르면 이러한 발전으로 인해 팀의 의사 결정 효율성이 크게 향상되었습니다.
이중 강화 및 심화된 응용 프로그램 배포 직후 AI 기반 시스템은 99.98%의 폐쇄 루프 전해질 충전 수율을 달성하여 생산 효율성과 경제적 이익 모두에서 상당한 개선을 나타냈습니다. 성공적인 구현은 생산 품질과 비용 효율성을 최적화하는 AI의 엄청난 잠재력을 강조했습니다. 고객은 LEAD의 기술적 통찰력과 효과적으로 타겟 업그레이드를 실행하는 능력을 확인했습니다.
■ BYD, 2025년 차세대 블레이드 배터리 출시 예정
BYD는 내년에 차세대 배터리를 출시할 예정이며, 이는 차량의 주행 거리 성능을 향상시킬 것으로 기대됩니다.
BYD 중앙아시아 유럽 자동차 판매 부문 상무이사인 카오 슈앙 (Cao Shuang) 은 아제르바이잔 바쿠에서 막 마무리된 제29차 유엔 기후 변화 협약 당사국 총회(COP29)에 참석한 가운데 중국 국영 언론사 CGTN과의 인터뷰에서 이렇게 말했습니다.
11월 22일 방영된 인터뷰 영상에 따르면, 카오는 "앞으로 몇 년 후인 2025년에 BYD는 놀라운 차세대 블레이드 배터리를 선보일 것"이라며 "이는 차량의 주행 거리를 향상시키고 배터리 자체의 수명 주기도 연장할 것"이라고 말했습니다. BYD는 배터리 수명 주기 관리 시스템에 중점을 두고 있으며 배터리 재사용 시스템을 개발하기 위해 다양한 산업 분야의 파트너와 긴밀히 협력하고 있다고 그는 말했습니다. 예를 들어, 차량에서 배터리의 첫 번째 수명이 다한 후에는 에너지 저장과 같은 다양한 유형의 애플리케이션에 사용할 수 있다고 카오는 설명합니다.
카오는 2020년 3월에 1세대 블레이드 배터리를 공개했으며, 안전에 중점을 둔 LFP 화학 기반 배터리는 현재 NEV 제조업체의 전체 모델 라인업에 사용되고 있다고 말했습니다.
세계에서 두 번째로 큰 전력 배터리 셀 제조업체인 BYD는 지난 몇 년 동안 배터리를 업데이트하지 않았습니다. 한편, CATL을 비롯한 다른 업체들은 여러 가지 새로운 배터리 제품을 출시하고 최대 5C의 충전 배수를 가진 배터리를 서비스에 투입했습니다. 중국의 36kr은 BYD와 가까운 소식통을 인용해 이 회사의 2세대 블레이드 배터리가 2024년 하반기에 출시될 수 있으며, 6C 배터리를 개발 중이라고 보도했습니다. 중국 자동차 전문 매체 Xchuxing의 편집장 우잉 (Wu Ying)은 웨이보 게시물을 통해 BYD의 럭셔리 서브 브랜드인 양왕 (Yangwang)의 U7 세단이 5.5C 이상의 충전 배율과 14C 이상의 방전 배율을 가진 2세대 블레이드 배터리로 구동될 것이라고 말했습니다.
양왕은 2023년 1월 5일 100만 위안(13만 8천 달러) 가격대의 초호화 시장을 공략하기 위해 발표된 BYD의 하위 브랜드로, 첫 번째 모델은 U8 오프로드 SUV(스포츠 유틸리티 차량)입니다. 양왕은 올해 1월 10일 U7이라는 이름의 브랜드 첫 세단이 1,000마력 이상이며 가격은 100만 위안대에 책정될 것이라고 말했습니다. 양왕은 2024년 광저우 모터쇼 첫날인 11월 15일부터 U7의 예약 판매를 시작했지만 가격 정보나 공식 출시일은 발표하지 않았습니다.
■ Prologium, 5분 충전으로 최대 186마일까지 주행 가능한실리콘 배터리 개발
대만의 Prologium은 세라믹 배터리 제조업체가 단 5분 만에 용량을 5%에서 60%까지 충전할 수 있는 전고체 배터리 컨셉을 공개하여 미래의 전기 자동차(EV)가 커피를 주문하는 데 걸리는 시간 동안 186마일(300km)을 주행할 수 있다고 밝혔습니다. 2024 파리 모터쇼에서 이 디자인을 공개한 Prologium 관계자는 성명서를 통해 실리콘 복합 음극 배터리가 일반적으로 사용되는 리튬 이온 또는 LFP 배터리보다 무게와 부피 모두에서 훨씬 높은 에너지 밀도를 제공한다고 말했습니다.
이 배터리의 에너지 밀도는 749Wh/L, 321Wh/kg입니다. 기존 LFP의 경우 200Wh/kg 미만, 리튬 이온의 경우 200~300Wh/kg을 제공하므로 새로운 배터리는 기존 기술보다 훨씬 더 에너지밀도가 높습니다. Prologium 관계자는 또한 지속적인 개발을 통해 2024년 말까지 실리콘 음극 배터리가 최대 77% 더 높은 에너지 밀도를 제공할 수 있을 것으로 예상하고 있습니다. 또한 186마일(300km)까지 충전하는 데 5분이 걸리는 것은 업계 평균인 30분보다 훨씬 짧은 시간이라고 관계자는 덧붙였습니다. 부피와 무게 모두에서 더 높은 에너지 밀도는 제조업체가 더 작은 패키지로 더 많은 것을 얻을 수 있음을 의미합니다. 예를 들어 하이브리드 전기차에서 배터리로 인해 손실되는 공간을 다시 확보할 수 있다는 의미로, 동일한 출력을 더 작은 배터리를 사용하여 차량을 설계할 수 있습니다. 또는 제조업체는 현재 제품과 동일한 크기의 배터리 팩에서 훨씬 더 많은 전력을 얻을 수 있어 초소형 자동차에 현재보다 훨씬 더 긴 주행 거리를 제공할 수 있습니다.
Prologium 배터리는 모듈식으로 설계되어 서비스, 유지보수 및 수리가 훨씬 간편하다고 회사 관계자는 설명합니다. 특히 배터리 셀 하나 또는 작은 셀 그룹이 손상되더라도 큰 비용을 들여 전체 배터리 팩을 교체할 필요가 없습니다.
■ 리튬-황 배터리 스타트업 Molyon, 460만 달러 모금
케임브리지 대학에서 분사한 배터리 스타트업인 Molyon 은 IQ Capital과 Plural 이 공동으로 주도한 첫 번째 라운드에서 460만 달러를 모금했습니다 . 이 자금은 배터리 엔지니어, 재료 과학자, 운영 직원을 포함한 핵심 팀을 확장하여 케임브리지의 파일럿 시설에서 제조를 시작할 것입니다.
리튬-황 배터리는 리튬 이온보다 에너지 밀도가 훨씬 높고, 다섯 번째로 풍부한 원소인 황을 포함한 쉽게 구할 수 있는 재료를 활용합니다. 이 배터리는 EV의 범위 불안을 포함한 핵심 문제를 해결할 잠재력이 있습니다. 그러나 최첨단 Li-S 배터리는 아직 상용화되지 않았습니다. 양극의 황이 전해질에 용해되어 양극이 부식되고 배터리가 몇 사이클 만에 고장나기 때문입니다.
Molyon은 MoS2를 활용한 리튬-황 배터리를 개발하여 기존 리튬 황배터리가 가진 문제를 해결하고 있습니다.
새로운 자금 조달에 따라 Molyon은 팀을 키우고 파일럿 시설에서 제조를 시작할 것입니다. 단기적으로 Molyon은 이를 통해 리튬-황배터리가 제공하는 더 가벼운 무게의 장점을 사용하여 드론 및 로봇용 배터리를 개발할 계획입니다.
■ USTC, 화성에서 에너지를 공급할 수 있는 새로운 유형의 배터리 개발
Li-CO2 배터리는 최대 1876 Wh/kg의 비에너지를 제공할 수 있는 차세대 에너지 저장 시스템 으로 , 화성 탐사에 적용할 수 있다고 널리 알려져 있습니다. 그러나 Li-가스 배터리에서 순수한 CO2 의 성능과 반응 메커니즘은 화성 대기를 근본적으로 대체할 수 없습니다 . 화성 대기에는 이산화탄소 (CO2 , 95.32%)뿐만 아니라 질소(N2 , 2.7%), 아르곤(Ar , 1.6%), 산소(O2 , 0.13%), 일산화탄소 (CO , 0.08%) 및 아마도 물(H2O) 과 같은 다른 미량 가스가 포함됩니다 무한 대기원에서 유래한 미량의 활성 O 2 및 CO가 반응 메커니즘을 변경하는 것으로 확인되었습니다. NASA는 최근 다성분 가스가 Li-CO 2 배터리 성능에 미치는 영향에 주목하고 있다고 보고했습니다 .
중국과학원(CAS) 산하 중국과학기술대학(USTC)의 펭 탄 (Peng Tan) 교수가 이끄는 연구팀은 화성에서 에너지를 공급하도록 설계된 새로운 유형의 배터리를 개발했습니다. 이 혁신적인 배터리는 화성 대기의 구성 요소를 반응의 연료로 사용하여 이전 설계에 비해 더 높은 에너지 밀도와 더 긴 사이클 안정성을 제공합니다. 이 연구 결과는 저널 Science Bulletin 에 게재되었습니다. (A high-energy-density and long-cycling-lifespan Mars battery)
화성 대기 중 이산화탄소 함량은 95.32%에 달하기 때문에 리튬과 이산화탄소를 반응물로 사용하는 배터리는 화성 탐사에 응용할 수 있는 잠재력이 있다고 여겨집니다. 하지만 다양한 가스 성분과 극심한 온도 변동 등 화성의 복잡한 환경이 간과되는 경우가 많습니다. 0~60℃ 범위 내에서 화성 배터리의 전기 화학적 성능은 온도에 따라 크게 달라집니다.
연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 화성 표면의 실제 환경을 시뮬레이션하고 화성 대기를 직접 연료로 사용하는 화성 배터리 시스템을 개발하여 지속 가능한 전기 에너지 출력을 달성했습니다. 0℃의 저온에서 배터리의 에너지 밀도는 373.9Wh/kg, 사이클 수명은 1375시간(약 화성 2개월)으로 측정되었으며, 특히 배터리는 충전과 방전 과정에서 탄산리튬의 생성 및 분해와 관련된 전기화학 반응을 거칩니다. 연구팀은 통합 전극 준비 및 접이식 배터리 구조를 활용하여 셀 크기를 2×2cm2로 확대하여 파우치 배터리의 에너지 밀도를 765Wh/kg 및 630Wh/L로 더욱 향상시켰습니다. 이 연구는 실제 화성 조건에서 화성 배터리의 사용 가능성을 개념적으로 검증하고 미래 우주 임무를 위한 다중 에너지 보완 시스템 개발의 기반을 마련했습니다.
■ PEM, 새로운 건조 공정 연구
독일 RWTH Aachen University의 E-Mobility Components(PEM) 생산 공학과 교수진은 2년간의 "HyDry" 연구 프로젝트에서 리튬 이온 배터리, 연료 전지, 전해조 생산을 위한 새로운 유형의 하이브리드 건조 공정을 연구하고 있습니다. 액체 전극이나 촉매 코팅에서 용매를 제거하기 위한 건조 방법은 중요한 생산 단계로 간주되며 동시에 배터리, 연료 전지, 전해조 생산에서 기술적 병목 현상으로 간주됩니다.
현재 적용하고 있는 건조 공정은 대류 건조 시스템으로, 버너 시스템을 사용하여 화석 연료에서 뜨거운 공기를 얻거나 적외선 복사 형태로 얻습니다. 그러나 가장 큰 단점 중 하나는 건조 속도가 낮고 에너지 손실이 크다는 것입니다. 대류 건조 시스템은 길이가 40~80m에 달하는 건조 구역이 필요한데, 이러한 규모로 인해 높은 투자 비용과 운영 비용이 발생합니다.
연구 파트너 "람다 테크놀로지(Lambda Technology"의 혁신적인 접근 방식은 대류와 “근적외선"(NIR: Near Infrared)을 결합한 하이브리드 건조 공정을 개발하는 것으로 구성되어 있으며, 배출 공기의 열 에너지와 NIR 복사를 재활용할 수 있어야 합니다. 예를 들어, 순수 적외선 부스터에 비해 에너지 요구 사항을 30%까지 줄일 수 있으며, 이전 대류 건조 시스템에 비해 에너지 소비를 70%까지 줄일 수 있습니다.
공동 프로젝트의 일환으로 RWTH PEM 의장은 새로운 건조 방법에 대한 자동 품질 보증 프로세스를 연구하고 있습니다. 또한 PEM 팀은 2년의 프로젝트 기간 동안 연구원들이 적절한 작동 조건을 테스트할 수 있는 시험용 테스트 장비를 개발할 예정입니다.
■ Honda, 크기를 50%줄인 전고체 배터리 개발
Honda는 단순히 고체 배터리로 미래 차량에 전력을 공급하고 싶어하는 것이 아니라, 회사 자체적으로 배터리를 개발하고 궁극적으로 대량 생산하고 싶어합니다. 고체 기술은 중기 전기 자동차 계획과 2050년까지 완전한 탄소 중립을 달성한다는 더 큰 목표를 위한 초석입니다. 회사는 이러한 목표를 향해 Honda는 큰 발걸음을 내딛었고, 배터리 구조와 그 뒤에 있는 제조 공정을 모두 개선할 수 있는 최초의 시범 고체 생산 라인을 공개했습니다.
다른 자동차 제조업체 및 배터리 공급업체와 마찬가지로 Honda는 전고체 배터리 기술이 오늘날의 전기 자동차가 직면한 가장 큰 문제를 직접 해결할 수 있는 잠재력이 있다는 것을 알고 있습니다. 무엇보다도 전고체 배터리의 우수한 에너지 밀도를 현대 리튬 이온 구동 EV와 동일한 크기 풋프린트 내에서 두 배의 범위를 제공하는 배터리에 활용하여 10년 말까지 충전당 최대 620마일(1,000km)을 제공할 것입니다.
모든 운전자에게 그렇게 많은 주행 거리가 필요한 것은 아니기 때문에 Honda는 우수한 에너지 밀도를 활용하여 일부 차량의 배터리 크기와 무게를 줄여 디자인 유연성을 높이고 더 넓은 실내 공간을 확보할 수 있도록 할 것입니다. 리튬 이온 팩과 동일한 양의 에너지로 배터리 크기를 50%까지 줄일 수 있을 뿐만 아니라 무게도 35%까지 줄일 수 있을 것으로 예상하고 있습니다. 또한 Honda는 비용 절감, 충전/방전 속도 향상, 안정성 및 안전성 강화, 전반적인 내구성 향상을 전고체 배터리 프로그램의 목표 이점으로 꼽았습니다. 이러한 장점이 실현되면 전고체 배터리는 가격 및 일상적인 주행 편의성과 같은 중요한 영역에서 내연기관 차량과 경쟁할 수 있고 완전히 능가하는 차세대 Honda EV의 기반이 될 것입니다. Honda는 2040년까지 배터리 전기차와 연료전지 전기차로만 구성된 라인업을 제공하기 위해 노력하면서 2020년대 하반기에 최초의 전고체 구동 전기차를 출시하는 것을 목표로 하고 있습니다.
Honda가 전고체 배터리를 얼마나 중요하게 생각하는지 고려할 때, 자체 생산을 목표로 전고체 배터리 개발을 사내로 가져와 수직 통합을 추진하는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이를 통해 목표한 배터리 비용 25% 절감 목표를 달성할 수 있을 것으로 예상하고 있습니다. Honda는 일본 사쿠라시에 있는 R&D 캠퍼스에서 데모 생산 라인을 공개하면서 야심찬 전고체 로드맵의 중요한 단계를 밟았습니다. 이 라인을 통해 전고체 배터리 셀 자체의 사양과 그 뒤에 있는 대량 생산 공정을 개발하고 검증하여 전체 개발 기간을 단축하고 배터리가 실험실이 아닌 생산 시스템 내에서 작동하도록 할 것입니다.
Honda는 전고체 전략에 대해 "양산 방식의 제약보다는 소재의 성능에 집중하면서 소형 배터리 개발이 가능하지만, 상용화를 위해서는 향후 양산 방식을 구상하면서 배터리를 개발해 크기와 비용 등 모델별 요구 사항을 충족시키는 것이 중요하다"며 "전고체 배터리에 필요한 전극의 크기와 구조, 특정 스탬핑 방식은 성능과 비용, 품질 측면에서 서로 영향을 준다"고 설명했다. 따라서 특정 크기의 배터리에 대한 재료 사양과 생산 방식 사양 간의 호환성을 확보하기 위한 연구를 진행하고 있다"고 설명했습니다.
3개의 건물로 구성된 새로운 배터리 생산 라인의 건설은 봄에 완료되었으며, 이제 Honda는 대량 생산 기술 검증을 시작하는 데 필요한 거의 모든 장비와 툴링을 추가했습니다. 이 새로운 295,000평방피트(27,400평방미터) 규모의 시설은 전극 재료의 계량 및 혼합, 전극 조립 및 셀 형성의 코팅과 롤 프레스, 모듈 조립과 관련된 생산 단계를 검증하는 데 사용될 것입니다. Honda는 롤 프레스 공법이 배터리 성능에 중요한 요소인 전해질과 전극 사이의 계면 접촉을 증가시키는 동시에 고체 전해질 밀도를 증가시킨다는 점을 강조하며 롤 프레스 공법이 특히 중요하다고 생각합니다. 동시에 이 기술은 대량 생산에 필요한 고속 처리를 보장하여 각 전극과 셀 어셈블리가 다음 단계로 빠르게 롤링될 수 있도록 합니다.
Honda R&D 사장 겸 이사 케이지 오츠(Keiji Otsu)는 "전고체 배터리는 전기차 시대의 판도를 바꿀 혁신적인 기술"이라며 "Honda는 고객에게 새로운 가치를 제공할 수 있도록 전고체 배터리를 탑재한 모빌리티 제품을 최대한 빨리 출시하기 위해 계속 도전할 것"이라고 말했습니다. '모빌리티 제품'이라는 광범위한 용어는 전고체 배터리 기술이 자동차와 트럭을 넘어 미래 Honda 제품에서 핵심적인 역할을 할 것임을 예고합니다. Honda는 특히 오토바이와 항공기를 새로운 기술의 혜택을 받고 배터리 비용을 더욱 낮추는 데 필요한 규모의 경제를 달성하는 데 도움이 될 다른 두 가지 제품 라인업으로 지목했습니다.
■ Biwatt, 나트륨 이온 에너지 솔루션 공개
나트륨 이온 배터리 기술을 개발하는 Biwatt는 Solar Solutions Düsseldorf에서 나트륨 이온 배터리 기술을 공개했습니다. Biwatt는 극한의 추운 기후에서도 예외적으로 우수한 성능을 보이는 친환경적이고 효율적인 나트륨 이온 기술을 통해 재생 에너지 도입을 촉진하는 데 전념하고 있습니다.
Biwatt의 PowerNest 제품 라인은 효율적이고 지속 가능한 에너지 솔루션을 보여줍니다. 2024년 Biwatt는 유럽, 아시아 태평양, 북미 전역에서 나트륨 이온 저장 시스템의 상업적 배포를 확대했습니다. 주요 제품으로는 올인원 나트륨 이온 장치 W1/W1 Pro, 저전압 스택 가능 배터리 R2, 단상 인버터 H1/H1Pro가 있습니다.
이러한 추진력을 바탕으로 Biwatt는 2025년 1분기에 3상 인버터 H2와 발코니 PV 저장 배터리 B1을 출시하고, 이어서 2025년 2분기에 고전압 적층형 배터리를 출시할 예정입니다. 이러한 혁신은 나트륨 이온 기술의 잠재력을 최대한 활용하여 주거용 에너지 요구에 대한 보다 안전하고 지속 가능한 솔루션을 제공합니다.
주거용 에너지 저장 외에도 Biwatt는 납산 배터리 대체품 P1(12V 100Ah), 스타터 배터리 P2(12V 70Ah), 점프 스타터를 포함한 도구 지향 나트륨 이온 제품을 출시합니다. 나트륨 이온의 고속 방전 및 저온 효율성을 활용하여 이러한 제품은 다양한 까다로운 조건에서 안정적인 성능을 보장합니다.
Biwatt는 Salzstrom, NDES Group, inesco 등 세 핵심 파트너와 전략적 양해각서(MoU)에 서명하고, 나트륨 이온 에너지 저장의 상용화를 공동으로 추진하고 보다 친환경적인 에너지 솔루션 개발을 가속화하기로 했습니다.
■ 프랑스, 독일, 스웨덴, EU 배터리 산업에 중국 의존도 피하기 촉구
프랑스, 독일, 스웨덴은 차기 유럽 위원회에 유럽의 배터리 생산의 미래를 보장하고 녹색 전환에 대한 필요를 충족하기 위해 중국에 의존하지 말 것을 촉구했습니다.
EU 경쟁력을 논의하기 위한 EU 장관 회의에 앞서 공개된 논문에서, EU 회원국 3개국은 유럽 배터리 회사들이 공평하지 않은 글로벌 경쟁 환경에서 규모를 확대하는 데 있어 공통적인 과제에 직면해 있다고 밝혔습니다.
EU는 번거로운 절차를 줄이고, 승인 절차를 가속화하고, 이 부문의 새로운 기업을 위한 자금 조달 및 시장을 확대해야 하며, 배터리 산업에 더 많은 EU 기금을 배정해야 한다고 그들은 말했습니다.
스웨덴 산업부 장관 에바 부스(Ebba Busch)는 브뤼셀에서 열린 회의 전 기자들에게 다음과 같이 말했습니다.
“녹색 전환을 성공시키려면 유럽 배터리 부문을 활성화하고 적절한 시장 점유율을 확보해야 합니다.”
이 문제는 지난주 Northvolt가 미국에서 Chapter 11 파산 보호를 신청한 이후 스웨덴 정부는 유럽의 전기 자동차 배터리 챔피언으로 가장 큰 희망을 품었던 회사인 Northvolt를 구하기 위해 투자하지 않을 것이라고 거듭해서 말했습니다.
부시는 브뤼셀에서 유럽 배터리 제조의 미래가 밝다는 강력한 메시지를 받았다면, 이를 통해 Northvolt가 다른 출처에서 새로운 자본을 확보할 가능성이 높아질 것이라고 말했습니다.
중국은 EV에 전력을 공급하는 데 있어 큰 선두를 차지했으며, 국제 에너지 기구(IEA) 데이터에 따르면 글로벌 배터리 셀 생산의 85%를 통제하고 있습니다. 부시는 유럽 연합이 러시아 가스에 대한 이전의 의존에서 교훈을 얻어 경제적 경쟁자에게 다시 의존하지 않아야 한다고 말했습니다.
그녀는 "녹색 전환은 결국 유럽에서 중국의 전환이 될 수 있습니다... 태양 전지나 풍력 발전 부문만 봐도 많은 부분이 제3국 투자에 의해 인수되었습니다. 12월 1일 취임하는 새 유럽 집행위원회는 첫 100일 안에 기후 목표를 달성하면서 블록이 경제적으로 경쟁할 수 있는 방법에 대한 개요를 발표할 계획입니다."라고 말했습니다. 부시는 이 보고서를 작성한 3개국이 새로운 프로젝트를 촉진하기 위한 규제 개선과 기업이 규모를 확장할 수 있는 조건을 요구하고 있다고 말했습니다.
베르하르트 클루티히(Berhard Kluttig) 독일 국무장관은 EU도 주요 원자재 공급처를 중국 이외의 다른 국가로 눈을 돌려야 한다고 말했습니다. 그는 "호주, 캐나다, 심지어 유럽에도 리튬 프로젝트가 있기 때문에 이러한 배터리 소재의 대체 공급원에 집중하는 것도 중요합니다."라고 말했습니다.
■ TUHH와 Weiss Technik, 지속 가능한 배터리 생산을 위해 힘을 합치다
함부르크 공과대학(TUHH)과 환경 시스템 제조업체Weiss Technik은 지속 가능한 배터리 생산을 위한 공동 연구 프로젝트 "EcoBat"을 시작했습니다. 이는 타당성 조사에서 에너지 소비를 최대 77%까지 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 이 생산 방식은 연간 약 106,000톤 의 CO2 배출량을 줄일 수 있습니다 . 이 기술은 2027년까지 시장에 출시될 예정이며 , 함부르크의 Hamburgische Investitions- und Förderbank(IFB)에서 579,000유로의 자금을 지원받을 예정입니다.
리튬이온 배터리 제조를 위해서는 극히 건조한 조건이 필요한데 이를 운영하기위해서는 에너지가 많이 필요합ㄴ디ㅏ. Weiss Technik 은 에너지 소비를 줄일수 있도록 100만유로를 투자하여 히트 펌프를 활용한 제습기술을 개발하고 있습니다. Weiss Technik 은 TUHH와 협력하여 시범 및 연구시설을 구축할 계획입니다.
■ BESS, 복잡하지만 유망한 청정 에너지 전환 경로
재생 에너지 용량은 20년 만에 가장 빠른 속도로 전 세계 에너지 시스템에 추가되고 있으며, 국제에너지기구 (IEA)는 2027년 전망치를 33% 상향 조정했습니다. 그러나 추가 성장은 핵심 기술인 배터리 저장에 대한 투자에 달려 있습니다. 풍력이나 태양광과 같이 예측할 수 없는 출력으로 인해 증가하는 에너지 양을 수용하기 위해서는 에너지를 저장하는 방법을 찾는 것이 전력망을 안정화시키는 데 매우 중요합니다. 유틸리티 규모의 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)은 불안정한 전력망을 안정화하고, 전력망의 복원력을 구축하며, 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 기능으로 인해 2030년까지 시장 규모가 1,500억 달러에 달할 것이라는 예측이 나오고 있습니다.
그럼에도 불구하고 글로벌 BESS 시장은 매우 복잡하고 여러 관할권의 많은 플레이어에 의존하고 있습니다. 개발자와 투자자는 규제 문제, 표준화 부족, 익숙하지 않은 비즈니스 모델에 적응해야 하는 어려움에 직면해 있습니다. 또한 국가들은 고도로 집중된 공급망으로 인해 잠재적인 혼란에 직면해 있습니다. 예를 들어, 미국은 배터리 저장 장비의 90%를 중국에서 수입하는 반면, 유럽의 경우 그 비율이 80%에 달합니다. 장비의 국내 생산을 가속화하면 공급망 다변화와 회복력을 높이는 데 도움이 될 것입니다. 각국 정부는 배터리 저장 인프라의 빠른 확장이 재생에너지 부문의 성장을 뒷받침한다는 것을 알고 있지만, BESS의 수요 동인은 지역마다 다릅니다. 이 모든 것이 유망한 시장이지만 섣부른 판단은 금물입니다.
수요의 불균형
개발자와 투자자가 직면한 첫 번째 과제는 수요의 다양성입니다. 예를 들어, 유럽의 재생 에너지 시장은 지역별로 풍력 및 태양광 전력 공급의 편차가 커서 BESS에 대한 수요가 매우 세분화되어 있습니다. 그러나 이러한 지역적 복잡성은 BESS 프로젝트의 필요성을 증가시키는 역할을 할 뿐입니다. 예를 들어, 독일에서는 북부에는 풍력 발전이 풍부하지만 남부에는 풍력 발전이 부족하기 때문에 지리적 수요와 공급의 균형을 맞추기 위해 BESS 프로젝트가 필요합니다.
화이트 앤 케이스의 독일 프로젝트 파이낸스 업무를 총괄하는 플로리안 데겐하르트(Florian Degenhardt)는 “시스템 균형을 맞추기 위해 배터리 스토리지에 대한 수요가 높습니다.그래서 독일에서는 대규모 인프라 투자자들이 배터리 스토리지 시장에 뛰어들고 있습니다."라고 말했습니다. 한편 중동에서는 토지 및 일조량 덕분에 적은 수의 대규모 태양광 프로젝트가 개발되었습니다. 화이트 앤 케이스의 프로젝트 개발 및 금융 그룹 파트너인 UAE의 야세르 리야드(Yasser Riad)는 다음과 같이 설명합니다 “예를 들어, 현재 아부다비에는 서로 멀지 않은 곳에 두 개의 대형 발전소가 있습니다. 이 지역에 구름이 끼면 한 번에 2기가와트의 용량을 제거한 셈이죠."
독일의 지리적 수요-공급 불일치 균형을 맞추든, 중동의 정전 위험을 완화하든, BESS는 청정 에너지 기계의 필수적인 톱니바퀴입니다.
정책의 복잡성
수요는 높지만, 규제 불확실성과 재생에너지 보급을 촉진하는 정책의 복잡성은 투자자들을 주저하게 만들 수 있습니다. 정책 도구 사용의 차이는 종종 청정 에너지 전환에 대한 국가별 진전 수준 차이와 관련이 있습니다. 예를 들어, 중동에서는 야심찬 탄소중립 공약으로 인해 각국 정부가 BESS 투자를 지원하는 규정을 개발하도록 유도하고 있습니다. 그러나 정책 프레임워크는 현재로서는 주로 높은 수준의 문서 형태를 취하는 진행 중인 작업으로 남아 있습니다.
리아드는 "조만간 많은 규제가 통합되는 것을 보게 될 것이지만 중동에서는 아직 초기 단계"라고 말합니다. 한편, 유럽에서는 관할 구역마다 다른 정책으로 인해 투자자들이 어려움을 겪을 수 있습니다. 예를 들어, 정부가 경쟁력 있는 가격으로 청정 전력을 확보하는 데 도움이 되는 용량 경매 시스템은 유럽 전역에서 각기 다른 수준으로 사용되고 있습니다. 데겐하르트는 "영국에서는 용량 경매 시스템을 기반으로 한 대규모 배터리 개발이 진행되고 있지만 지금까지는 안정적인 수익원 개발에 도움이 될 EU 차원의 공통된 접근 방식이 없다"고 말합니다.
미국에서는 바이든 행정부의 인플레이션 감소법이 BESS를 포함한 청정 에너지에 대한 투자 전망을 변화시켰습니다. 예를 들어, IRA에는 옥상 태양광 설치 또는 다른 형태의 재생 에너지 투자의 일부인 경우 배터리 스토리지에 대한 세금 공제가 포함되어 있습니다. 하지만 여기에도 불확실성이 도사리고 있습니다. 대통령 선거에서 정권이 바뀌면서 새 행정부가 IRA의 세금 감면과 보조금을 폐지할 경우 BESS 투자자들의 전망이 어두워질 수 있습니다.
비즈니스 모델의 다양성
비즈니스 모델도 매우 다양합니다. 호주에서는 정전 사태에 대한 대응책으로 BESS 프로젝트에 대한 관심이 처음 생겼습니다. 배터리 스토리지는 원래 호주의 석탄 화력 발전소 주변에 구축되었지만 가변 풍력 및 태양광 발전소의 신속한 배치를 지원하기에는 부족했던 송배전 인프라의 공백을 메웠습니다. 화이트 앤 케이스 멜버른 사무소의 총괄 파트너인 게드 코크레인(Ged Cochrane)은 그 이후로 상황이 진전되어 대규모 저장 솔루션에 대한 투자가 호주의 에너지 전환을 가속화하는 데 도움이 되었다고 말합니다. 그리드 안정성은 여전히 중요하지만, 투자자들은 배터리를 사용하여 주간 태양광 생산을 저녁 피크 시간대로 의미 있게 전환하고 광산, 데이터 센터 및 대규모 산업 그룹을 포함한 발전업체와 최종 사용자 간의 장기 고정량 친환경 에너지 공급 계약과 같은 새로운 상업적 기회를 여는 데 점점 더 집중하고 있습니다. 중동에서는 비즈니스 모델이 비교적 단순한 경향이 있습니다. 재생 가능 발전기나 배터리 저장 시스템 등 모든 프로젝트에서 단일 구매 주체가 에너지를 구매하는 경우가 많습니다. 프로젝트는 아직 초기 단계에 있지만, 발전업체가 미리 정해진 양의 전력을 공급하는 대가를 지불하고 개발업체나 자산 소유자에게 가격을 확실하게 제시하는 용량 기반 비즈니스 모델이 등장할 것으로 예상하고 있습니다.
프로젝트 개발자, 인프라 펀드, 자산 관리자, 유틸리티 등 다양한 투자자들이 BESS 프로젝트를 인수하는 유럽 시장에서는 예측할 수 없는 수익원이 문제입니다. 한편으로는 전력 수요와 공급이 항상 일치하도록 하는 그리드 밸런싱 서비스를 통해 이러한 위험을 완화할 수 있습니다. 반면, 그리드 운영자에게 유연성을 제공하는 상대적으로 짧은 배터리 저장 수익 계약은 유럽의 BESS 프로젝트가 장기적인 투자를 유치하기 어렵게 만들 수 있습니다.
위험을 감수할 만한 가치가 있는 기회
배터리는 점점 더 커지고 있으며 매년 효율성이 향상되고 있어 수익에 매우 중요합니다. BESS 시장은 개발자와 투자자에게 도전 과제를 제시하지만, 민간 부문을 위한 적절한 인센티브 창출의 필요성을 인식한 규제 기관과 빠르게 발전하는 배터리 저장 기술에 힘입어 그 성장은 멈출 수 없을 것으로 보입니다. 첫째, 용량에 대한 우려가 사라지고 있습니다. 코크레인은 이렇게 말합니다: "배터리는 점점 더 커지고 있으며, 매년 효율성이 높아지고 있고, 이는 수익에 매우 중요한 요소입니다." 한편, 한 가지 흥미로운 옵션은 전략적 파트너십 또는 인수를 통한 코로케이션(co-location)입니다. 재생 에너지 발전소 근처에 위치하거나 재생 에너지 발전소와 부지를 공유하는 경우, BESS는 계통 연결 지점을 공유하고 차익 거래를 통해 가격을 개선하며 보조 서비스 및 고정 용량 오프테이크 제품 판매를 통해 수익을 늘릴 수 있습니다.
그러나 가장 설득력 있는 것은 청정 에너지 확대와 BESS의 불가분의 관계입니다. 변화하는 정치적 바람과 분열된 시장은 결국 필수적인 요구를 충족하는 시장의 성장을 방해하지 못할 수도 있습니다. 기회와 정책 프레임워크는 다양하지만, 다가오는 탄소중립 목표라는 한 가지 압력 요인이 BESS에 대한 투자를 계속 촉진할 것입니다. 데겐하르트는 "모든 부문에서 친환경 에너지를 사용해야 한다"며 "따라서 BESS는 향후 5~10년 동안 투자할 수 있는 좋은 기회를 제공합니다."라고 말합니다.
■ 중국의 배터리 EV 역량, 미국과 EU 자동차 제조업체를 혼란에 빠뜨린다
유럽 전기 자동차(EV) 산업은 수요 감소와 중국 EV 및 배터리 제조업체와의 치열한 경쟁을 포함한 상당한 어려움에 직면해 있습니다. 중국 제조업체는 전 세계 EV의 60% 이상과 EV 배터리의 70%를 생산합니다.
유럽 자동차 제조업체 협회 (ACEA)의 새로운 데이터에 따르면 유럽 연합 전체에서 배터리 전기 자동차 판매가 연초 이래 4.9% 감소한 것으로 나타났습니다. EU의 전체 자동차 등록은 2024년에도 안정적으로 유지되었지만, EV 부문의 이러한 침체는 소비자 감정의 잠재적 변화를 시사하며, 전기 이동성의 장기적 궤적에 대한 의문을 제기합니다.
미국에서는 2024년 3분기 전기차 판매량이 사상 최고치를 기록했습니다. CarEdge.com에 따르면 3분기 전기차 판매량은 전년 동기 대비 11% 증가하여 총 346,309대가 판매되었습니다. 동시에 미국은 중국산 상품과 자재에 대한 의존도를 줄이고자 하며, 새로운 행정부가 들어서면 전기차 판매에 도움이 될 수도 있고 방해가 될 수도 있습니다. 유럽 자동차 제조업체들은 수요 둔화 및 기타 문제로 인해 심각한 경기 침체에 직면해 있습니다. 포드는 수요 감소와 중국에 기반을 둔 기업들과의 경쟁 심화를 이유로 유럽에서 4,000명의 인력을 감축하고 전기 SUV 생산을 축소할 계획이라고 발표했습니다.
Ford의 유럽 혁신 및 파트너십 담당 부사장인 데이브 존스톤 (Dave Johnston)은 다음과 같이 말했습니다: "유럽에서 포드의 미래 경쟁력을 확보하기 위해서는 어렵지만 단호한 조치를 취하는 것이 중요합니다.”
다른 유럽 자동차 제조업체와 마찬가지로 폭스바겐도 전기차 시장에서 중국 기업과의 경쟁이 치열해지고 있습니다. 이 회사는 2024년 3분기에 수익이 42% 감소할 것으로 예상되는 등 재정적인 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 어려움으로 인해 폭스바겐은 87년 역사상 전례가 없는 독일 내 자동차 공장 3곳의 폐쇄를 포함한 과감한 조치를 고려하고 있습니다.
노스볼트의 몰락
한때 유럽의 배터리 챔피언으로 칭송받던 노스볼트가 최근 파산하면서 상황이 더욱 복잡해졌습니다.전 Tesla 임원인 피터 칼슨 (Peter Carlsson)이 2016년 설립한 이 회사는 스웨덴에 있는 유일한 공장에서 생산량을 늘리는 데 어려움을 겪다가 미국에서 파산 보호를 신청했습니다. 유럽연합으로부터 50억 유로를 대출받는 등 투자자와 정부로부터 150억 달러 이상의 자금을 확보했지만, 노스볼트는 결국 잘못된 관리와 과다 지출, 중국산 기계, 부품 및 재료에 대한 과도한 의존으로 인해 결국 파산했습니다. 리튬 배터리 생산에 필수적인 부품 중 하나인 흑연은 중국 정부의 엄격한 통제를 받아 스웨덴으로의 수출이 차단되었습니다. 노스볼트의 CEO 칼슨은 생산량을 늘리는 데 있어 과잉 지출과 어려움을 인정했습니다. 그는 "챕터 11 신청은 회사가 조직을 재정비하고 고객 및 공급업체와의 약속을 지키면서 운영을 확대하고 궁극적으로 장기적인 입지를 구축할 수 있는 기간을 허용합니다."라고 말했습니다. 칼슨은 파산 신청 하루 만에 사임했습니다. 이 회사의 몰락으로 인해 유럽 자동차 제조업체들은 줄어드는 배터리 공급업체, 특히 CATL과 BYD 같은 중국 기업에 크게 의존하게 되었습니다. 이러한 의존도는 유럽에서 전기 자동차의 가격 상승으로 이어질 수 있습니다.
첨단 배터리 소재를 만드는 Sila의 CEO인 진 베르디체프스키(Gene Berdichevsky)는 "세상은 배터리를 만드는 것이 얼마나 어려운지 과소평가하고 있습니다. 우리는 더 적은 수의 플레이어로 흔들릴 것입니다.”
중국의 공급망 및 핵심 광물 지배
중국의 전기차 배터리 공급망 지배력은 유럽 자동차 제조업체들에게 중요한 관심사입니다. 중국은 전 세계 리튬 이온 배터리의 70% 이상을 생산하고 있으며 정제, 가공 및 제조 분야에서도 비슷한 점유율을 차지하고 있습니다. 또한 중국은 코발트, 흑연과 같은 중요한 광물도 통제하고 있습니다. 이러한 중국의 지배력으로 인해 서구 제조업체들은 중국산 부품에 의존하게 되었고, 공급망 중단, 가격 변동, 잠재적인 정치적 긴장에 취약한 상황에 놓이게 되었습니다.
중국 전기차 배터리 산업을 이끄는 원사인 오우양 밍가오 (Ouyang Minggao)는 현재의 과잉 생산에도 불구하고 이 산업이 크게 확장될 것으로 예측합니다. 그는 이 산업이 향후 10조 위안(1,380억 달러)의 가치가 있을 것으로 보고 있습니다. 오우양은 성장의 잠재력을 광범위한 배터리 애플리케이션에서 찾습니다: "배터리는 자동차, 에너지 저장 장치, 가전제품에 사용됩니다. 새로운 에너지 저장 솔루션의 약 94%가 배터리에 의존하고 있습니다. 전기차가 "희망이 없고 보조금에만 의존할 수 있는" 것으로 여겨지던 2015년, 오우양은 2020년에는 순수 전기차가 보조금 없이도 연료 구동 차량과 경쟁할 수 있을 것으로 예상했습니다.
그러나 그는 중국 기업들이 수익성을 우선시하고 아직 주류로 입증되지 않은 기술에 대한 과도한 투자를 피해야 한다고 경고합니다. 오우양은 또한 배터리 산업의 치열한 경쟁을 인정하며, 중국에서 '핫'하다고 인식되는 모든 분야에서 과잉 생산이 빠르게 발생한다고 지적합니다. 또한 중국이 핵심 원자재와 첨단 기술을 통제하고 있기 때문에 서구 제조업체의 효과적인 경쟁 능력이 제한되고 있습니다. 일부 분석가들은 갈륨과 게르마늄과 같은 광물에 대한 중국의 수출 제한이 미국, 유럽, 일본과 협상하여 반도체 제조 장비의 대중국 수출 금지를 해제하려는 시도라고 보고 있습니다.
트럼프 2기 행정부의 위협
엘론 머스크가 중추적인 역할을 맡게 될 트럼프 2기 행정부가 출범하면 유럽 자동차 제조업체의 환경이 더욱 복잡해질 수 있습니다. 중국의 정책 고문인 정용니앤(Zheng Yongnian)은 머스크의 영향력을 가진 트럼프 2기 행정부가 보다 효율적이고 경쟁력 있는 미국 시스템을 구축할 수 있다고 말합니다. 머스크의 역할이 글로벌 전기차 시장에서 중국과 유럽을 압박할 수 있다고 정은 경고했습니다. 머스크는 이미 트럼프의 "효율성 차르"로서 정부 지출과 인력을 감축할 계획을 밝힌 바 있습니다. 정은 또한 이러한 압력은 중국에만 국한된 것이 아니라 다른 나라, 특히 유럽에도 적용됩니다.라고 말했습니다 동시에 중국의 대미 수출에 대한 관세를 공격적으로 인상하겠다는 트럼프의 위협은 미국과 멕시코의 전기차 제조에 널리 사용되는 배터리, 부품 및 재료의 비용을 상승시킬 것입니다. 트럼프는 또한 미국으로 자동차를 수출하는 멕시코산 제품에 관세를 부과하겠다고 위협했습니다. 유럽 전기차 산업의 과제를 해결하기 위해 자동차 제조업체와 정책 입안자들은 차별화된 배터리 기술을 개발하고, 대체 배터리 화학을 모색하며, 값비싼 재료에 대한 의존도를 줄이기 위해 연구개발에 투자해야 합니다.
또한 리튬, 코발트 등 자원이 풍부한 국가와 파트너십을 구축하여 국내 공급망을 강화하고 재활용 및 지속 가능한 소싱 관행에 투자하는 것은 중국 제품에 대한 의존도를 줄이려는 모든 국가에 매우 중요합니다. 남미와 호주 등 다른 지역으로 공급망을 다변화하면 공급 리스크를 더욱 완화할 수 있습니다. 마지막으로, EU는 외교, 전략적 파트너십, 공정 거래 관행을 통해 중국과의 무역 긴장을 극복하는 동시에 국내 산업을 보호해야 합니다. 유럽의 전기 자동차 야망의 미래는 이러한 복잡한 과제를 해결하는 데 달려 있습니다. 이러한 문제를 해결하지 못하면 중요한 산업에 대한 통제권을 중국에 내주고 청정 에너지 전환을 위한 유럽 대륙의 목표가 위태로워질 위험이 있습니다.
■ 표면개질을 통한 Ni-rich NCM의 성능과 수명향상
러시아의 스콜코보 과학기술 연구소(Skolkovo Institute of Science and Technology)의 연구원들은 Ni>85%이상의 Ni가 풍부한 복합 층상 산화물 LiNi x Mn y Co z O 2을 마이크로파를 사용한 수열합성 (microwave-assisted hydrothermal synthesis)을 통해 표면에 코발트가 풍부한 표면개질을 진행했습니다.
일반적으로 니켈의 농도가 높아지면 양극재는 미세균열이 발생하는데 연구팀은 재료의 미세구조를 제어하고 판모양의 입자를 사용하여 균일한 팽창과 수축이 가능하도록 했고 표면에 코발트를 표면개질을 통해 코팅하였습니다.
이렇게 코발트가 표면에 코팅된 Ni-rich양극은 표면개질하지 않은 일반적인 Ni-rich양극과 비교해 수명과 율별 특성이 우수하게 나타났습니다.
유사한 Ni 농도를 가지고 표면개질이 되지 않은 NMC(사이클당 용량 감소 0.13 ± 0.02%)에 비해 크게 향상된 사이클 안정성(사이클당 용량 감소 0.04 ± 0.01%)과 우수한 속도 용량(2.7–4.3V vs Li/Li + 에서 C/10, C/5, C/2, 1C, 2C 및 5C 속도에서 215, 210, 199, 189, 178 및 160 mAh/g)을 나타냅니다.
이런 전기화학적 성능의 향상은 코발트 농도 구배에 의해 생성된 응집체의 방사형 미세 구조 조직을 통해 기계적으로 결함이 없도록 연결되 입자 내 균열 형성을 억제하므로 얻어집니다.
위 연구 내용은 Journal of Power Sources에 “Improving electrochemical performance of Ni-rich layered cathode material with combining Co-enriched compositional gradient and radial microstructure”라는 제목으로 게재되었습니다.
■ 차체의 무게를 직접 견디는 구조배터리 개발
한국의 KAIST기계공학과 김성수 교수 연수팀은 화재 위험이 없고 전기차의 가장 큰 단점인 무게 문제를 해결할 구조배터리 기술을 개발했다고 밝혔습니다. 배터리가 차체의 무게를 직접 견디는 골격의 역할을 할 수 있게 하는 ‘구조배터리’의 성능을 확연히 개선했습니다. 차세대 배터리 기술로 주목받는 구조배터리의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대를 모으고 있습니다.
구조배터리는 친환경차, 항공기처럼 대형 장비에서 하중을 지지하는 골격의 역할을 하는 차세대 배터리 기술입니다. 기존 배터리는 전기차의 무게 대부분을 차지하지만 하중을 견디는 역할은 전혀 하지 않습니다. 반면 구조배터리는 무거운 차체의 하중을 버티는 역할을 함께 수행해 공간 활용과 무게 절감 효과를 볼 수 있습니다.
기존 배터리 소재는 무거운 하중을 견디지 못해 구조배터리에 사용할 수 없어 구조배터리를 개발하려면 새로운 소재의 개발이 필요한 상황입니다. 초기 형태의 구조배터리도 기존 리튬이온배터리를 쌓아서 구현해 구조적인 면에서도 안정성을 높이기 어렵습니다.
KAIST 연구진은 ‘고밀도 다기능 탄소섬유 복합재료’를 이용해 구조배터리를 구현하는 데 성공했습니다. 연구진은 기계적인 강도가 높은 에폭시 수지와 이온성액체, 탄산염전해질을 사용한 고체 고분자 전해질 (SPE: Solid Polymer Electrolyte)을 사용한 신소재를 개발해 구조배터리용 소재로 사용하여 에너지 저장 능력과 함께 무거운 차체의 하중을 버틸 수 있는 강도까지 구현했습니다.
연구진이 개발한 소재를 사용한 구조배터리는 섬유 부피 분율(FVF: Fiber Volume Fraction)을 기존 배터리 대비 1.6배 이상 향상시켰습니다. 섬유 부피 분율은 탄소섬유와 전해질의 비율을 말한다. 탄소섬유는 기계적 강도를 높이는 동시에 배터리의 전극 역할을 합니다. 탄소섬유의 비율을 높일 수록 기계적 강도가 높아지지만, 그만큼 같은 부피에 사용할 수 있는 전해질의 양은 줄어들게 됩니다. 전해질의 양이 줄면 배터리의 주요 성능 지표인 에너지 밀도가 감소하는 효과가 나타납니다.
김성수 교수는 “이번에 개발한 기술로 섬유 부피 분율을 높여 기계적 강도와 배터리 성능을 모두 잡았다”며 “기존에는 불가능했던 두 마리 토끼를 모두 잡은 격”이라고 말했습니다.
또 “고체 고분자 전해질을 구조배터리의 핵심 소재로 사용하는 개념을 제시한 연구”라며 “자동차, 드론, 항공기, 로봇 같은 장비에 사용할 수 있는 차세대 배터리 기술의 기반이 될 것으로 기대한다”고 말했습니다.
연구 결과는 ACS Applied Materials & Interfaces(2024)에 “Thin, Uniform, and Highly Packed Multifunctional Structural Carbon Fiber Composite Battery Lamina Informed by Solid Polymer Electrolyte Cure Kinetics”라는 제목으로 소개되었습니다.
■ BYD, 건설장비용 배터리팩 3종 출시, 최대 4C 충전 가능
BYD는 상하이에서 열리는 바우마 차이나 건설기계 전시회에서 세계에서 가장 빠르게 충전할 수 있는 건설기계용 순수 전기 블레이드 배터리모델인 “super hybrid”, “super fast charging”, “super integration”의 세 가지 제품을 출시했습니다.
배터리는 BYD 자회사인 FinDreams와 중국 국유 기업이며 중국에서 가장 큰 건설건설 기계 장비 생산업체인 XCMG의 파트너십으로 개발되었습니다. XCMG와 BYD의 협력은 2023년 초에 시작되었고, 2023년 4월에 Xuzhou XCMG Fodi Battery Technology Co., Ltd.가 설립되었습니다. Fodi는 BYD의 배터리 제조 자회사 FinDreams의 중국어 이름입니다. 이 파트너십의 첫 번째 배터리는 작년 10월에 생산 라인에서 나왔습니다. 이것은 올해 출시되는 새로운 배터리보다 더 초기 유형의 블레이드 배터리였을 것입니다.
이번에 출시된 3가지 배터리 모델의 특징은 다음과 같습니다.
super hybrid 배터리는 4C 충전, 120wh/kg 에너지밀도, 17.3kWh의 단일 팩 파워, 10분 안에 20-80%까자 충전이 가능하다.
super-fast charging 배터리는 400A전류로 충전 및 방전이 가능하며 질량당 에너지밀도는 160Wh/kg이고 단일 팩 용량은 37.7kWh입니다. 최고 전압은 1500V이고 배터리 팩의 수명은 7000회입니다. 초고속 충전이라고 불리지만 글로벌 2C 충전 속도는 초고속 충전과는 거리가 멉니다. 그러나 BYD에 따르면 10분 충전으로 1.5시간 사용할 수 있습니다.
Super integration 배터리 역시 400A전류로 충전 및 방전이 가능하며 부피당 에너지밀도는 320Wh/l이고 단일 팩 용량은 97.7kWh입니다. 최초로 대량 생산된 CTB 건설 기계 배터리라고 합니다. 건설 기계 및 상용 차량에 대한 중요한 고려 사항 중 하나는 진동입니다. 슈퍼 통합 배터리는 이전 국가 표준의 6배의 진동 강도를 견딜 수 있습니다.
세 가지 배터리 유형 모두 -40~65°C의 온도와 최대 5,500m의 고도에서 작동할 수 있습니다.
현재 건설 기계의 약 3%만이 전기화되어 있습니다. 디젤 엔진 건설 기계 한대의 배출 오염은 약 200대의 자동차와 동일하므로 건설 기계의 전기화는 이산화 탄소 배출에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
배터리는 현재 출시 준비가 되어 있으며 조만간 건설 장비에 사용될 예정입니다. 대량 생산은 이미 시작되었습니다.
세 가지 배터리 모델 모두 LFP를 양극재로 사용하는 BYD의 블레이드 배터리를 건설기계에 맞게 변형한 것입니다.
자동차 OEM
■ 배터리 교체 비용 급락할 전망: '엔진을 고치는 것보다 저렴
고전압 배터리는 전기 자동차의 생명선입니다. 하지만 전기차 배터리의 장기적인 수명과 특히 중고 모델의 경우 높은 교체 비용에 대한 우려로 인해 많은 구매자가 전기차를 구매하지 않을 수 있습니다. 하지만 배터리 제조 업계에서는 조용한 혁명이 일어나고 있습니다.
배터리 상태 및 데이터 스타트업 Recurrent의 새로운 보고서에 따르면 이 혁명은 배터리의 에너지 밀도를 높이고 내구성을 개선하는 데 초점을 맞추고 있으며, 이 모든 것이 배터리 교체 비용과 중고 가치에 영향을 미칠 것으로 보입니다. 배터리 교체는 드문 일입니다. 자동차 제조업체는 일반적으로 8년 또는 100,000마일의 배터리 보증을 제공합니다. Recurrent에 따르면 대부분의 최신 배터리는 두 배 더 오래 지속되고 두 배 더 멀리 갈 수 있습니다. 그리고 이는 보수적인 추정치입니다. Tesla 소유자는 종종 전기차를 200,000마일 이상 주행했다고 보고하며, 이 역시 성능 저하가 거의 없습니다. 심지어 120만 마일을 주행한 Model S는 배터리를 네 번 교체하여 평균 교체 주행거리가 무려 30만 마일에 달합니다.
우리 대부분은 그런 극단적인 상황까지 가지 않을 것입니다. 하지만 드물게 어떤 이유로든 교체가 필요한 경우 향후 비용이 얼마나 들까요? 업계가 지금과 같은 속도로 계속 성장한다고 가정할 때, Recurrent는 놀랍도록 낮은 비용이라는 답을 내놓았습니다!
Recurrent는 기후 연구 기관인 RMI의 데이터를 인용하여 10년이 지나면 배터리 가격이 kWh당 35달러에 달할 것으로 예상합니다. 이는 팩 가격이 kWh당 50달러로 환산되어 100kWh 배터리의 교체 비용이 4,500~5,000달러, 75kWh 팩의 경우 약 3,375달러가 될 것으로 예상됩니다. 이러한 추정에 따르면 전기차 배터리 교체 비용은 내연기관 엔진 교체 비용과 비슷한 수준입니다. J.D. Power는 엔진 교체 비용이 4기통의 경우 4,000달러, 고성능 엔진의 경우 10,000달러 이상일 수 있다고 말합니다. 이러한 가격이 향후 어떻게 변화할지는 아직 미지수입니다. 현재 전기차 배터리 교체 비용은 배터리 팩의 크기와 차량의 제조사 및 모델에 따라 5,000달러에서 16,000달러 사이가 될 수 있습니다. 대부분의 경우 신차의 경우 이러한 비용을 고려할 필요조차 없습니다. 대부분의 중고 전기차도 괜찮지만, 전문가들은 돈을 지불하기 전에 중고 팩의 상태를 확인하는 것이 좋다고 조언합니다.
Recurrent는 또한 소유자가 중고 팩을 재판매하여 배터리 교체 비용을 상쇄할 수 있다고 덧붙였습니다. 현재로서는 일반적으로 중고 팩을 교체한 경우 서비스 센터에서 보관합니다. 그런 다음 리퍼브하거나 다른 회사에 판매하여 에너지 저장, 백업 전력 또는 기타 용도로 용도를 변경합니다. 그러나 업계 전문가들은 교체가 필요한 경우 자신의 팩 판매를 협상할 수 있는 수백만 명의 중고 전기차 소유자와 함께 중고 전기차 시장이 향후 크게 성장할 것으로 예상합니다. 이렇게 되면 크기, 화학 및 상태에 따라 새 팩의 가격이 kWh당 10~20달러 정도 더 상쇄될 것으로 예상됩니다. 물론 이 모든 것은 리튬 가격이 급격히 하락하고 있고 전기차가 내연기관차와 가격 평준화를 이룰 것이라는 더 큰 그림으로 돌아갑니다.
골드만삭스는 10월에 리튬 가격이 2023년 KWh당 149달러에서 2026년 80달러로 급락할 것으로 전망했습니다. 이 50% 하락은 향후 몇 년 내에 미국에서 BEV가 "보조금 없이" 내연기관 자동차와 소유 비용 평등에 도달하는 데 도움이 될 것입니다. 그러나 골드만은 내년의 전기차 환경은 트럼프 행정부 하에서 규제 환경이 어떻게 형성되는지에 따라 크게 달라질 것으로 예상하고 있습니다.
하지만 그렇다고 해서 장기적인 채택을 막지는 못할 것입니다. 이 보고서는 "순전히 경제적 관점에서 볼 때 2026년에 수요가 크게 회복될 것으로 보입니다. 2026년은 소비자 주도의 채택 단계가 본격적으로 시작되는 시기로, 배터리 팩을 교체해야 하는 드문 시나리오가 전체 전기차 소유 경험에 파멸을 가져오는 것은 아니라는 의미입니다. 최신 배터리의 수명은 이미 훌륭하며 앞으로도 더 향상될 것으로 보입니다. 교체가 필요한 경우 미래에는 지금처럼 비용이 많이 들지 않을 수도 있다고 전문가들은 말합니다. 또한 성능이 저하된 팩은 두 번째 수명이 다할 때까지 다양한 용도로 사용될 수 있으므로 교체 비용을 상쇄할 수 있는 분명한 방법이 있습니다.
■ American Battery Solutions, Marine Travelift 전기보트에 동력 공급
American Battery Solutions(ABS)는 Marine Travelift 와 협력하여 새로운 Electric Series 보트 호이스트에 동력을 공급하는 고급 배터리 기술을 설계, 개발 및 제조했습니다. 50BFMII(50MT 용량 보트 호이스트)는 ABS의 전기화 혁신과 Marine Travelift의 세계 최고 수준의 기능을 결합한 제품입니다.
Marine Travelift E-시리즈 호이스트는 미국에서 제조 및 조립된 ABS의 700 볼트 배터리 시스템으로 구동됩니다, 호이스트의 유압 기능에 전력을 공급하여 디젤 엔진의 배기가스 배출 없이 기존 호이스트의 최적의 성능을 제공합니다. E-시리즈에 동력을 공급하는 배터리 시스템은 도로용 전기 자동차의 확장 가능한 DC 고속 충전 인터페이스를 사용하여 배터리를 안전하게 충전하며 30kW 고속 스마트 충전기를 사용하면 8시간 내에 완전 충전이 가능합니다. Marine Travelift의 디젤 동력 보트 호이스트에서 사용 가능한 모든 기능을 새로운 E-시리즈에서도 사용할 수 있습니다. 최초의 E-시리즈 장비에는 전자식 전륜 스티어링, 5피트 상단 빔 연장, 작업/주행등, 2단 호이스트 등의 옵션이 장착되어 있어 모든 옵션 구성에 적합한 동력 요구 사항을 선택할 수 있습니다.
E-시리즈 장비는 전원을 켜는 순간부터 고전압 정션 박스, 절연 모니터, 퓨즈, 접지 스트랩 등 여러 층의 안전 기능을 활용하여 모든 작동 단계에서 작업자와 배터리를 안전하게 보호합니다. 배터리와 전기 모터는 모두 글리콜 냉각 시스템으로 조절되어 다양한 조건에서 안전한 작동 온도를 유지합니다.
■ UOTTA, Universal Battery Swap Station 공식 출시
충전 및 배터리 교환 기술 회사인 U POWER 그룹은 보다 시리즈화되고 다양하며 지능적인 "UOTTA" 충전 및 배터리 스왑(Swap) 라인을 선보이는 범용 모듈형 배터리 교환 스테이션을 공식 출시했습니다.
이전 스왑 스테이션과 비교했을 때 "UOTTA" 범용 배터리 스왑 스테이션은 보다 합리적인 전체 레이아웃이 특징입니다. 기본 구조는 AI 기술을 기반으로 한 로직 명령을 사용하며, 주요 장비는 클라우드에서 디지털 트윈을 실현했습니다. 또한 엣지 컴퓨팅과 클라우드 컴퓨팅 기술을 기반으로 한 스테이션 제어 시스템과 사전 유지보수 시스템은 고객의 요구를 효과적으로 예측하고 충전 및 스왑 효율을 최적화하여 운영 비용과 고장률을 줄일 수 있습니다.
또한 중복 구성을 간소화합니다. 서로 다른 "리프팅 플랫폼, 배터리 캐비닛, RGV" 하드웨어 시스템을 결합하여 여러 차종의 요구 사항을 충족하는 다양한 조합을 제공합니다. 또한 고객은 자동 및 반자동 제어 모드 중에서 선택할 수 있어 투자 비용을 절감할 수 있습니다. 'UOTTA' 스왑 스테이션은 2019년 시장에 출시된 이후 고객의 피드백을 바탕으로 지속적인 최적화와 반복적인 업그레이드를 거쳤습니다. AI 기술이 통합된 이 범용 스왑 스테이션은 태국, 페루, 포르투갈과 같은 국가의 파트너의 요구에 따라 개발되었습니다. AI 기술의 통합으로 'UOTTA' 스왑 스테이션을 더 쉽게 사용할 수 있으며 모듈식 옵션은 초기 투자를 줄이면서 이전 투자 손실 없이 향후 업그레이드 옵션을 보존할 수 있습니다.
현재 이 스왑 스테이션과 호환되는 첫 번째 차량은 다목적 픽업 트럭입니다. 이후에는 동일한 배터리 모듈을 사용하는 소형 승용차 및 승합차와도 호환될 예정입니다. 이 스테이션은 이미 태국과 페루에서 구매 의향서를 받았으며 2025년 1분기에 첫 번째 제품 배치를 납품 완료할 예정입니다.
■ MAN, 뉘른베르크 신규 배터리 생산 시설 준공식 거행
MAN Truck & Bus는 전기 자동차로의 전환을 빠르게 진행하고 있습니다. 단 1년의 공사 기간 후, 이 회사는 오늘 뉘른베르크 현장에서 완전 전기 트럭 및 버스용 배터리를 대량 생산할 신축 건물의 토핑아웃 행사를 기념하고 있습니다. 이번 준공식은 첫 번째 MAN e Truck을 고객에게 인도한 지 몇 주 만에 열렸습니다.
2025년 4월부터 고전압 배터리는 최첨단 생산 방법을 사용하여 17,000제곱미터 규모의 뉘른베르크에서 산업적으로 제조될 예정입니다. MAN은 독일에서 자체 배터리 양산을 시작하는 최초의 상용차 제조업체가 될 것입니다. 물류, 인프라, 건물 및 생산 시설에 대한 투자를 포함한 신축 건물에 대한 투자 규모는 약 1억 유로에 달합니다.
현재 MAN의 순수 전기차 배터리 팩은 이미 뉘른베르크 공장에서 소량 생산되고 있습니다. 대량 생산이 시작되면 소규모 생산 구역은 점차 차세대 배터리 개발과 배터리 리컨디셔닝으로 전환될 예정입니다. 2025년 4월부터 납품된 모듈은 대규모 양산에서 배터리 레이어에 삽입될 예정입니다. 이 레이어들은 서로 쌓여 배터리 팩을 형성한 다음 테스트를 거치게 됩니다.
17,000평방미터 면적에 50개 이상의 수동 및 자동 조립 스테이션과 품질 보증을 위한 7개의 테스트 벤치가 설치될 예정입니다. 첫 번째 생산 시스템 설치는 이미 시작되었습니다. 2025년 4월부터 초기 확장 단계로 연간 최대 5만 개의 배터리를 생산할 예정입니다. 시장 발전에 따라 2030년까지 생산 능력을 최대 10만 개의 고전압 배터리로 확장할 계획입니다.
또한 바이에른 자유주는 약 3천만 유로를 배터리 기술 개발 및 연구에 투자하고 있습니다. 이를 통해 무엇보다도 혁신적인 레이저 용접 셀의 통합이 가능해졌습니다. 레이저 용접은 배터리 모듈 제작에서 가장 혁신적이고 효율적이며 부드러운 생산 기술입니다. 강력한 8kW 디스크 레이저, 로봇 유도 광학장치, 초미세 센서를 통해 개별 배터리 셀이 최고의 정밀도와 품질로 서로 전기적으로 연결됩니다. MAN은 뮌헨 공과대학교(TU)와 함께 이 기술을 더욱 발전시켜 미래 세대의 배터리에 적용할 수 있도록 연구하고 있습니다.
재활용
■ COMAU, REINFORCE 프로젝트를 위한 지속 가능한 배터리 재활용 솔루션 개발
Comau는 전기 자동차 및 고정형 ESS의 효과적인 수명 종료 관리에 대한 증가하는 필요성을 해결하는 것을 목표로 하는 유럽 연합의 REINFORCE 프로젝트에 참여한다고 발표했습니다 . 이 이니셔티브의 일환으로 Comau는 8개 작업 계획 그룹 중 하나를 관리하고 로봇공학, 머신 러닝 및 산업 4.0 개념을 기반으로 배터리 및 고정형 팩을 처리하기 위한 다재다능하고 안전한 해체 솔루션을 개발하는 이중 역할을 합니다. 실제로 Comau는 2024년 11월 20일과 21일에 REINFORCE 총회를 주최하여 회원 조직이 모여 다양한 프로젝트 성과물의 상태를 검토하고 논의합니다. Comau는 로봇공학, 자동화 및 e-Mobility 분야의 광범위한 전문 지식을 활용하여 분해 프로세스를 개선하는 동시에 안전성, 효율성, 유연성 및 비용 절감을 보장할 계획입니다.
Comau의 REINFORCE 프로젝트 참여는 산업 자동화 분야의 리더십과 전기화 부문의 지속 가능성과 혁신에 대한 헌신을 모두 강조합니다. 이 프로젝트는 또한 지속 가능한 에너지 미래로의 전환을 지원하는 기술 개발에 대한 Comau의 전략적 초점과 일치합니다. 소형 배터리 및 고정형 팩 형식을 효율적으로 처리하는 포괄적인 솔루션을 구축하는 이 프로젝트는 전기 자동차 수명 주기의 중요한 측면을 해결하고 폐기물을 줄이고 귀중한 재료의 재사용을 촉진하는 더 광범위한 목표에 기여하고 있습니다.
다각적인 프로젝트의 공통된 목표는 사용한 배터리를 2차 및 3차 수명 사용 및 재활용을 위해 재활용할 표준화되고 자동화되고 안전하고 비용 효율적인 시스템을 만드는 것입니다. 이를 위해 수집 및 물류 경로를 최적화하고, 진단 및 회수 기술을 개선하고, 완전한 추적 가능성을 허용하면서 재활용을 최적화하는 안전하고 효율적인 해체 프로세스를 구현하는 데 중점을 둘 것입니다.
Comau가 프로젝트를 주도하고 있는 Work Plan 5를 구체적으로 살펴보면, 해당 팀은 해체 안전 절차와 표준화를 평가하고, 다양한 모양과 유형의 수명이 다한(EOL) 배터리 팩에 대한 자동 분해 프로세스를 개발하는 업무를 맡았습니다. 여기에는 팩 대 모듈, 모듈 대 셀, 셀 대 전극 분해에 중점을 두었습니다. 또한 완전 자동화된 대규모 분해 프로세스의 시뮬레이션을 평가하고 개발하고, 2차 수명 응용 분야에 필요한 매개변수로 배터리 팩을 다시 조립하는 작업도 포함되었습니다.
Comau의 엔지니어링 책임자인 앤드류 로이드는 이렇게 말합니다: "이 프로젝트는 순환 전기화 경로를 개발해야 할 필요성이 증가하고 있음을 강조하며 지속 가능한 배터리 관리의 중요한 진전을 의미합니다. "당사의 첨단 로봇 분해 솔루션은 분해 프로세스의 효율성과 안전성을 향상시킬 뿐만 아니라 수명이 다한 배터리에서 재료의 회수 및 재사용을 극대화하여 순환 경제를 지원할 것입니다." Comau는 또한 여러 범유럽 e-모빌리티 프로젝트에 참여하고 있습니다. Comau는 REINFORCE 프로젝트에 참여하는 것 외에도 전기 배터리 개발 및 생산을 위한 통합 유럽 가치 사슬 구축을 촉진하는 협회인 Upcell - 유럽 배터리 제조 연합에도 참여하고 있습니다. 에너지 전환 솔루션에 대한 Comau의 확고한 헌신은 유럽 최고의 배터리 컨소시엄 3곳을 비롯한 다양한 산업 연합에 적극적으로 참여하고 있는 것에서도 확인할 수 있습니다: 유럽 배터리 얼라이언스(EBA), 배터리 유럽 파트너십 협회(BEPA), 유럽 기술 및 혁신 플랫폼(ETIP) 등이 그 예입니다. 또한 Comau는 HORIZON 2020 및 HORIZON EUROPE 프로그램의 일환으로 전기화에 관한 수많은 다른 프로젝트에도 참여하고 있습니다.
여기에는 차세대 전고체 배터리 셀 및 모듈의 대규모 제조를 목표로 하는 SPINMATE, 대규모 셀 제조를 위한 EU 생산 체인 강화를 목표로 하는 공동 e-모빌리티 프로젝트인 GIGABAT, 안정적이고 안전하며 내구성이 높은 배터리 개발 과정을 가속화하기 위한 FASTEST 등이 포함됩니다.
■ Green Science Alliance, Switzerland Innovation Park Biel과 재활용 재료를 이용한 배터리 제조 연구 개발 협력
Green Science Alliance와 스위스 산학 협력 연구 개발 허브인 스위스 이노베이션 파크 (Switzerland Innovation Park)는 Green Science Alliance에서 개발한 블랙 매스에서 파생된 양극 소재를 활용하는 재생 리튬 이온 배터리(이하 "블랙 매스 배터리")의 제조 및 공동 연구 개발에 관한 의향서(LOI)에 서명했습니다. 그들은 스위스 이노베이션 파크 네트워크에 소속된 기업, 스타트업 및 연구 기관과 협력하여 배터리 사업을 가속화할 계획입니다. 또한 스위스를 유럽 거점으로 하여 유럽 전역에서 블랙 매스 배터리의 연구, 개발, 제조 및 시장 확대를 촉진할 것입니다.
블랙 매스는 리튬 이온 배터리에서 파생된 재활용 소재로, 코발트, 니켈, 망간, 리튬과 같은 금속을 함유한 미세한 검은색 분말로 나타납니다. 이러한 금속은 리튬 이온 배터리의 필수 구성 요소이지만 생산은 러시아, 중국 및 아프리카 일부 지역과 같은 지역에 지리적으로 집중되어 있습니다. 이러한 농도는 정치적 공급 불안정 및 가격 변동의 위험을 초래하여 지속 가능한 공급망을 보장하기 위해 블랙 매스를 재활용하는 것이 중요해지고 있습니다. 블랙 매스에서 코발트, 니켈, 망간, 리튬을 추출하고 분리하는 기존 방법에는 황산, 염산 및 가성소다와 같은 강알칼리와 같은 유해 화학 물질을 사용하는 것이 포함됩니다. 이 방법은 효과적이지만 근로자 안전에 상당한 위험을 초래하고 환경 피해를 일으키며 산업 장비에 부담을 주고 운영 비용을 증가시킵니다.
이와 관련하여 Green Science Alliance는 복잡한 금속 추출 절차 없이 블랙매스를 직접 사용하여 양극 재료를 생산하는 훨씬 더 간단한 공정을 개발했습니다. 이러한 양극 재료는 리튬 이온 배터리를 제조하는 데 성공적으로 사용되어 NMC111 양극재료를 사용하는 시판 리튬 이온 배터리와 비교하여 약 90% 이상의 초기 용량을 달성했습니다. 또한 이러한 배터리의 사이클 안정성은 기존 NMC111 배터리와 일치합니다. 이 혁신적인 방법은 기존 금속 추출 공정의 필요성을 없애고 작업자 안전을 강화하고 유해한 환경 영향을 줄이며 비용 효율적이고 지속 가능한 리튬 이온 배터리를 생산할 수 있습니다. 간소화된 공정은 또한 재료 비용을 낮추어 재생 배터리 솔루션 개발에 기여합니다.
따라서 Green Science Alliance는 블랙 매스 기반 리튬 이온 배터리를 제조하고 판매하기로 결정했으며, 이는 재활용 소재로 직접 만든 재생 리튬 이온 배터리의 세계 최초의 상업적 생산 및 판매로 여겨집니다. 일본에서 제조 및 판매를 위한 준비가 진행 중이지만, 리튬 이온 배터리를 수출하는 데 따른 높은 비용으로 인해 각 대륙에서 생산해야 합니다. 유럽 내에서 가장 적합한 위치에 대한 다년간의 조사 끝에 스위스가 이러한 혁신적인 배터리의 제조, 판매 및 연구 개발을 위해 선택되었습니다.
스위스는 13년 연속으로 세계 혁신 순위에서 1위를 차지하며 혁신의 글로벌 리더로 두각을 나타냈습니다. 이 나라는 첨단 솔루션 추구를 주요 국가 정책으로 우선시합니다. 스위스 연방 공과대학과 로잔공과대학과 같은 곳에서 첨단 기술을 갖춘 수많은 스타트업이 등장하여 산업, 정부 기관, 학계 간의 역동적인 협업 생태계를 육성하고 있습니다.
혁신으로 유명한 스위스에서 스위스 이노베이션 파크는 최첨단 연구 시설, 사무실, 공동 작업 공간 및 최첨단 인프라를 제공합니다. 이 파크는 생명 과학, 컴퓨터 과학, 에너지, 자원, 환경, 모빌리티, 운송, 제조 및 재료를 포함한 다양한 분야에서 획기적인 기술과 제품을 개발하기 위해 민간 기업, 스타트업, 대학 및 연구 기관 간의 협업을 촉진합니다. 또한 최적의 파트너 매칭 서비스를 통해 산업, 정부 및 학계 간의 파트너십을 지원합니다. 스위스의 안정적인 법적 틀, 강력한 지적 재산권 보호 및 세계적 수준의 교육 시스템은 혁신과 세계적 기술 개발을 위한 독특하게 유리한 환경을 조성합니다.
스위스는 에너지 및 클린테크 기술, 특히 탄소 중립 달성에 중점을 둔 기술 분야의 선두 주자입니다. Green Science Alliance가 최근 지사를 설립한 베른주에 위치한 스위스 이노베이션 파크는 특히 2차 전지 개발에 적합합니다. 이 단지에는 전기 자동차 배터리 분야의 최첨단 연구 허브인 스위스 배터리 기술 센터(SBTC: Swiss Battery Technology Center) 가 있습니다 . 이 센터의 활동은 인공지능, 로봇공학, 배터리 분해, 배터리 테스트 및 배터리 재활용을 중심으로 이루어집니다. 이 협업은 추출된 검은 덩어리에서 재생 리튬 이온 배터리를 생산하는 Green Science Alliance에 이상적입니다. 앞으로 Green Science Alliance는 일본에서의 노력을 계속하는 한편, 유럽에서의 흑색 대량 배터리 사업 확장을 가속화하고, 베른주의 스위스 이노베이션 파크와 전략적 거점 협력을 추진할 것입니다.
■ BMW, 배터리 셀 재활용 위해 CRCC (Cell Recycling Competence Centre) 건설
BMW 그룹은 니더바이에른주 스트라우빙보겐 (Straubing-Bogen) 지역의 키르히로트 (Kirchroth)에 배터리 셀 재활용 역량 센터(CRCC: Cell Recycling Competence Centre)를 건설 중이며, 이곳에서 직접 재활용 프로세스를 구현할 예정입니다. 이 혁신적인 절차를 통해 배터리 셀 생산 후 남은 자재와 전체 배터리 셀을 기계적으로 분해하여 가치 있는 부품으로 재탄생시킬 수 있습니다. 회수된 원자재는 자체 배터리 셀 역량 센터에서 배터리 셀의 파일럿 생산에 직접 재사용됩니다.
BMW 그룹은 새로운 역량 센터 건설에 약 천만 유로를 투자하고 있습니다. 건물 설치 공사는 이미 2025년 하반기에 시작될 예정입니다. 공사가 완료되면 양산에 가까운 공정에서 재활용 방법의 검증이 진행될 예정입니다. 혁신적인 직접 재활용으로 귀중한 원자재 회수 배터리 셀 원자재(주로 리튬과 코발트뿐만 아니라 흑연, 망간, 니켈, 구리)는 셀 생산의 주요 원가 요인 중 하나입니다. 이러한 자원을 책임감 있게 사용하는 것은 환경과 경제적 측면에서 모두 필수적입니다.
직접 재활용의 주요 특징은 기존 방식과 달리 배터리 셀의 원료를 원래 상태로 되돌리지 않고 셀 생산 주기에 '직접' 공급한다는 점입니다. 이 방법은 이전에 일반적으로 사용되던 에너지 집약적인 화학적 또는 열처리 과정을 생략합니다. 이 재활용 방식은 뮌헨과 파스도르프에 있는 BMW 그룹 역량 센터의 전문가들이 개발했습니다. 새로운 CRCC에서는 더 큰 규모로 구현될 예정이며, 공정이 마무리되면 연간 두 자릿수 톤 중반의 배터리 셀 소재를 재활용할 수 있습니다.
BMW 그룹은 뮌헨과 파스도르프에 위치한 컴피턴스 센터에서 배터리 셀 전문성을 통합하고 있습니다. 뮌헨 북쪽에 위치한 배터리 셀 컴피턴스 센터(BCCC: Battery Cell Competence Centre)는 차세대 고전압 배터리용 배터리 셀 개발 및 소량 생산을 위한 최첨단 실험실과 연구 시설을 갖추고 있습니다. BCCC에서 가장 유망한 배터리 셀은 파스도르프에 있는 셀 제조 역량 센터(CMCC: Cell Manufacturing Competence Centre)의 파일럿 라인에서 시리즈 공정을 위해 확장될 예정입니다. 완료되면 파스도르프의 파일럿 생산에서 나온 잉여 원료의 재활용은 키르히로스의 새로운 역량 센터에서 이루어질 것입니다. 회수된 원자재는 파스도르프의 셀 생산에 재사용됩니다. 이를 통해 모든 컴피턴시 센터 간의 거리가 짧아지고 귀중한 원자재가 손실되는 것을 방지할 수 있습니다. 따라서 BCCC와 CMCC에 이어 CRCC는 순환 경제로 나아가는 BMW 그룹의 배터리 셀 전략의 다음 단계입니다.
BMW 그룹의 순환 경제 BMW 그룹은 순환 경제를 보다 자원 효율적인 차량 설계의 핵심 과제 중 하나로 간주합니다. 그 전제는 재료의 순환성을 최적화하는 것입니다. 이는 자원이 손실되지 않고 장기간 사용해도 그 가치를 유지한다는 것을 의미합니다. BMW 그룹은 Re:Think, Re:Duce, Re:Use and Re:Cycle의 원칙을 적용하고 있습니다. 차량 설계 및 생산부터 재활용 및 재사용에 이르기까지 모든 것이 자동차의 사용 단계가 끝난 후에도 새로운 차량의 원자재 공급원으로 사용될 수 있도록 하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 특히 재활용은 전기 자동차에서 고전압 배터리를 회수하는 혁신적인 방법을 사용하는 데 중점을 둡니다.
■ 리튬 배터리 재활용업체, 힘든 시장 상황에도 불구하고 유럽 신규 확장 계획
올해는 리튬 이온 배터리 재활용 작업을 운영하는 데 있어 경제적 타당성이 떨어졌으며, 배터리 금속 가격이 상당히 하락했습니다.
예를 들어, Fastmarkets의 99.5% Li2CO3 최소, 배터리 등급, 현물 가격(중국, 일본, 한국 기준) 의 일일 가격 평가는 2024년 11월 현재까지 kg당 평균 10.56~11.33달러로, 1년 전 kg당 19.91~21.32달러에 비해 크게 하락했습니다.
최근 몇 달 동안 경제적 어려움으로 인해 대형 광물 회사인 Eramet, 화학 대기업 BASF, 주요 금속 생산업체인 Umicore 등 유럽의 주요 재활용 시장 참여자들은 배터리 재활용 시장 진출 계획을 연기하거나 취소했습니다.
하지만 Fastmarkets 조사 데이터에 따르면, 앞으로 몇 년 안에 폐배터리 거래량이 상당히 증가할 것으로 예상됩니다.
Fastmarkets의 연구팀에 따르면, 2024년 유럽의 배터리 스크랩과 수명이 다한 배터리의 총 공급량은 96,000톤으로 예상되지만, 5년 후에는 252,000톤으로 늘어날 것으로 예측됩니다.
Ecobat Solutions
지난 한 해 동안 리튬 이온 배터리 재활용 공장을 설립하느라 분주했던 기업 중 하나는 주요 납축 배터리 재활용 업체인 Ecobat입니다. 독일 헤트슈테트(Hettstedt)에 있는 이 회사의 리튬 배터리 파쇄 공장은 2023년부터 가동을 시작했으며, 향후 몇 년 안에 파쇄 용량이 연간 1만 톤을 넘어설 것이라고 Ecobat Solutions의 EU 주요 계정 책임자인 톰 수워드(Tom Seward)가 11월 25일에 말했습니다.
또한 2023년부터 미국 애리조나에 배터리 파쇄 공장을 설립할 계획입니다. 수워드에 따르면 현재 웨스트미들랜드주 달라스톤(Darlaston)에 있는 Ecobat의 영국 리튬 이온 배터리 전처리 공장은 시운전 중이며 총 투입 용량은 연간 22,000톤을 초과할 예정입니다. 수어드는 회사가 여전히 블랙 매스를 생산하고 추가 정제하지 않는 데 전념하고 있다고 말했습니다. 이러한 접근 방식은 2024년 1월에 발표된 Fastmarkets 인터뷰에서 전 Ecobat 솔루션의 글로벌 영업 담당 부사장인 엘리엇 에트리지가 제시한 계획과 일치합니다.
성일 하이테크 (SungEel HiTech)
한국의 재활용 업체인 성일하이테크 유럽 및 헝가리 지사의 박수철 상무는 올해 초 한국에 세 번째 하이드로 센터를 개소하며 하이드로 야금 생산 능력을 확장한 데 이어 유럽 전역으로 확장할 계획이라고 말했습니다. 성일하이테크는 이미 헝가리와 폴란드에서 리튬 이온 배터리 재활용을 위한 전처리 파쇄 공장을 운영하고 있지만, 유럽 대륙에서 후처리 정련 설비로 확장하는 방안을 적극 모색하고 있습니다.
그는 "유럽연합이 블랙 매스 수출을 제한할 것이기 때문에 유럽에 수소 야금 설비를 설치해야 할 것"이라며 "성일은 향후 몇 년 동안 유럽에 최대 3개의 수소 야금 후처리 공장이 필요할 수 있으며 헝가리, 독일, 프랑스 등의 국가가 검토 중"이라고 말했습니다. 유럽위원회 의원들은 블랙 매스와 리튬 이온 배터리 스크랩을 폐기물 코드에 따라 재분류하는 방안을 제안했으며, 이 방안이 시행되면 유럽에서 OECD회원국이 아닌 국가로의 수출이 중단될 것으로 예상됩니다. 시장 참여자들에 따르면 한국은 OECD 회원국으로서 유해 폐기물 블랙 매스를 합법적으로 수입할 수 있지만, 바젤 신고 절차에 많은 시간과 비용이 소요될 수 있습니다. 유럽에서 블랙 매스를 생산하는 대부분의 업체는 유해 폐기물 제조업체로 분류됩니다. 물질 이동의 어려움과 비용으로 인해 일반적으로 제품 사양의 블랙 매스로 분류되는 물질보다 낮은 지불금을 유치합니다.
Huayou Recycling
중국의 코발트 대기업인 Huayou는 새로운 서방 재활용 용량으로 성공을 노리는 또 다른 주요 기업이라고 11월 26일 Huayou Recycling의 유럽 및 북미 담당 상무이사 웨이 장 (Wei Zhang)이 말했습니다. 이 회사는 이미 중국에서 약 65,000톤의 배터리 투입 용량과 12,000톤의 니켈 및 황산코발트 생산 능력을 갖춘 대규모 재활용 공장을 운영하고 있다고 그는 말했습니다. Huayou는 중국에서 전구체 양극활물질(P-CAM)과 CAM 생산을 운영하고 있으며 헝가리에 CAM 생산 공장을 건설하고 있습니다. 또한 2023년 상업 생산을 시작한 한국의 포스코 HY 클린메탈 수소제련 후처리 공장을 설립하고 운영하는 합작사의 일원입니다. 하지만 화유는 유럽에 블랙 매스에 대한 습식 야금 후처리 설비를 구축하기 위한 논의도 진행 중이며, 내년 중으로 결정이 내려질 것으로 예상됩니다. 장은 “그러나 생산 능력을 늘리려면 유럽 현지 기업과의 파트너십이 반드시 필요합니다. 현재 유럽에서 완전히 통합된 시스템을 구축하는 것은 불가능하지만 재활용 시장은 여전히 도전적이고 기회는 있기 때문에 유럽에서 무언가를 한다면 신중하고 진지하게 접근하고 싶습니다." 라고 말했습니다. Huayou는 미국에서도 블랙매스 대량 정제 시설을 설립할 계획이지만, 그 시기는 아직 명확하지 않다고 장은 덧붙였습니다.
■ 미국, 중요 광물자원 격차 메우기 위해 스크랩 목표 설정
미국에는 1991년 이후 주석 제련소가 없었습니다. 1991년은 깡통이 말 그대로 전쟁에 필요한 물자를 공급하던 시기에 수입 의존도를 줄이기 위해 1942년 연방 자금으로 건설된 텍사스의 롱혼 공장이 폐쇄된 해였습니다. 주석은 현재도 보존 식품보다는 회로 기판 납땜에 사용되는 중요한 금속으로, 미국 정부는 현재 연간 소비량의 75%에 달하는 수입 의존도를 낮추는 방법을 다시 한번 고려하고 있습니다.
광산도 없고 매장량도 없는 상황에서 수입 격차를 줄일 수 있는 유일한 방법은 재활용을 늘리는 것입니다. 미국 국방부(DOD)는 최근 미국의 2차 주석 생산업체인 Nathan Trotter & Co.에 1,900만 달러를 지원하여 국내 재활용 능력을 확대하고 매년 수출되는 38,000톤의 주석 스크랩을 더 많이 확보할 수 있도록 했습니다. 이러한 재활용 또는 도시 채굴은 중요한 광물 자급자족 방정식에서 종종 간과되는 부분입니다. 국방부는 티타늄 합금을 재활용하는 6K Additive와 오래된 전구에서 테르븀을 회수하는 Rare Earth Salts과 같은 회사에도 자금을 지원했습니다. 에너지부(DOE)는 콜로라도에 있는 Golden Aluminum의 재활용 사업장을 업그레이드하기 위해 2,200만 달러를 투자하고 켄터키에 있는 Wieland의 셸비빌 시설에서 구리 재활용을 강화하기 위해 최대 2억 7천만 달러를 배정할 예정입니다.
DOE는 또한 전기 자동차(EV) 배터리 재활용 체인을 처음부터 다시 구축하려고 합니다. 새로운 처리 용량, 새로운 스크랩 분류 기술, 그리고 B2U 스토리지 솔루션의 경우 중고 배터리 운송을 위해 자금을 배분했습니다. 도시 채굴은 1차 채굴 및 제련에 비해 많은 장점이 있습니다. 금속을 재활용하는 것은 알루미늄의 경우 최대 90%까지 훨씬 적은 에너지를 필요로 하기 때문에 새로운 금속을 생산하는 것보다 저렴합니다. 또한 국제에너지기구(IEA)가 최근 발표한 재활용 특별 보고서에 따르면, 재활용은 1차 금속보다 온실가스를 80% 적게 배출하는 '친환경적'인 방법이기도 합니다. 무엇보다도 미국 공급망 계획자에게 가장 중요한 것은 재활용 용량을 확대하여 국내 중요 금속 생산을 늘리면 새로운 광산을 건설하는 것보다 허가 절차가 훨씬 짧아진다는 점입니다.
재활용만으로는 새로운 광산의 필요성을 대체할 수는 없지만 큰 변화를 가져올 수 있으며, 국가 기후 공약을 충족하는 시나리오에서 2050년까지 새로운 광산 활동에 대한 전 세계 수요를 25~40%까지 줄일 수 있다고 IEA는 말합니다. 그러나 도시 채굴의 잠재력은 아직 완전히 실현되지 않았습니다. 제품 제조에 사용되는 직접 용융 스크랩을 포함하여 전 세계 수요에서 구리의 2차 공급이 차지하는 비중은 2015년 37%에서 2023년 33%로 감소했다고 IEA는 밝혔습니다. 재활용 니켈의 비중은 같은 기간 동안 33%에서 26%로 감소했습니다. 알루미늄은 잘 정립된 폐기물 관리 프로그램과 지원 규정 덕분에 32%에서 35%로 증가하여 이러한 추세를 반전시켰다고 IEA는 지적했습니다. 그러나 미국은 2차 구리 소비량이 국가 전체 소비량의 30%에 불과해 세계 평균보다 낮은 후발주자입니다. 미국은 구리와 알루미늄 스크랩의 세계 최대 수출국이며, 수출량의 대부분이 중국으로 향하고 있습니다.
핵심 문제는 미국의 스크랩 처리 용량, 특히 재용해로에 들어가기 전에 세심한 분류와 해체가 필요한 오래된 폐자재를 처리하는 데 필요한 용량이 부족하다는 것입니다. 성공적인 재활용 경제를 위해서는 효율적인 수거 시스템도 필요하지만, 미국에는 아직 부족한 실정입니다. 미국 알루미늄 협회에 따르면 공급망으로 다시 순환하기 가장 쉬운 제품중 하나인 알루미늄 캔의 미국 재활용률은 50% 미만입니다. 이는 매년 8억 달러에 해당하는 귀중한 자원이 매립되고 있음을 의미하며, 이는 새로운 1차 제련소를 건설하는 데 거의 충분한 양입니다.
전기차 배터리를 재활용하는 데는 여러 가지 어려움이 따릅니다. 다 쓴 배터리에서 니켈과 코발트 같은 귀금속을 추출하는 것은 수익성 있는 사업이 될 수 있지만, 이러한 원소가 전혀 없는 배터리는 어떨까요? 전기차 배터리 부문은 지난 몇 년 동안 더 저렴한 LFP 화학으로 방향을 전환했으며, 현재 이러한 배터리는 전 세계 시장의 약 40%를 차지하고 있습니다. 핵심 금속 투입물의 상대적으로 낮은 가치는 LFP 배터리 재활용의 경제적 타당성을 약화시키며, 이는 해당 업계가 통행료 기반 재활용과 같은 다른 가격 책정 메커니즘을 검토해야 할 수도 있음을 의미합니다. 다 쓴 전기차 배터리를 재활용하기 위한 글로벌 규제 프레임워크도 여전히 진행 중입니다. 사용 후 배터리의 음극과 양극이 농축된 혼합물인 블랙 매스에 대한 폐기물 코드는 국가와 지역마다 매우 다양합니다. 또한 IEA 보고서에서 지적했듯이 중국은 여전히 재활용 금속을 새 배터리의 전구체로 다시 공급하는 공급망의 중간 처리 단계를 지배하고 있습니다. 현재 사용 후 배터리 전처리 및 재료 회수 분야에서 세계 상위 20개 기업이 중국 기업이며, 이는 서방 국가들의 새로운 잠재적 의존도를 나타냅니다.
IEA에 따르면 대부분의 문제는 국가 및 국제적 차원에서 올바른 정책 조합을 통해 극복할 수 있습니다. 전기차 배터리와 실제로 모든 금속 재활용의 성공적인 템플릿은 소박한 납축 배터리에서 제공됩니다. 미국이나 유럽과 같은 선진국에서는 건강 유해 물질로 분류되는 납의 재활용률이 99%에 달할 정도로 높습니다. 납 시장은 여전히 새로운 광산이 필요하지만 높은 재활용률 덕분에 그 수가 훨씬 적습니다. 미국 정부가 발견하고 있는 것처럼, 새로운 스크랩 처리 용량에 투자하는 것이 새로운 광산을 건설하는 것보다 훨씬 저렴하고 친환경적입니다. 무엇보다도 국가 안보의 관점에서 볼 때 가장 중요한 것은 이미 국내 시장에 고철이 포획되어 있다는 점입니다
■ EVSX, 멀티케미스트리 배터리 처리 라인 설치 시작
세인트조지 에코마이닝(St-Georges Eco-Mining)은 전액 출자 자회사인 EVSX가 캐나다 온타리오주 소롤드(Thorold)에 위치한 공장에 3개의 최첨단 배터리 재활용 라인 중 하나를 설치하기 시작했다고 발표했습니다. EVSX의 다중 화학 처리 라인은 고도로 자동화되어 있으며, 배터리 제조에 사용되는 중요한 배터리 금속 요소, 플라스틱, 알루미늄, 강철 및 기타 재료를 효율적으로 회수하기 위해 최소한의 노동력만 필요합니다.
이 기술은 93% 이상의 업계 최고의 재활용 효율을 자랑하며, 배터리 금속을 재사용하고 알루미늄과 강철과 같은 다른 금속을 재활용하며 폐기물을 비료와 원료로 다운스트림 처리할 수 있습니다. 연간 10,000톤의 처리 능력을 갖춘 이 라인은 이전에 WSP Group PLC의 감독 하에 테스트를 위해 완전히 가동되었습니다. 이 라인은 알카라인, 아연-탄소, 니켈-카드뮴, NCM, LFP, 전기 자동차 배터리 등 모든 유형의 배터리를 처리할 수 있습니다. 또한 대부분의 작업자가 처리하기에는 너무 작거나 자원 집약적인 것으로 간주되는 불규칙한 재료와 배터리를 처리할 수 있습니다. 배터리 용량과 유형의 변동을 지원하기 위해 다양한 배치 크기를 실행할 수 있는 기능이 포함되어 있으며, Retooling없이 빠르게 종료 및 재시작할 수 있습니다.
EVSX는 2024년 5월에 발급된 환경 준수 승인("ECA") 허가를 보유하고 있어 온타리오에서 알카라인 배터리를 분류하고 처리할 수 있습니다. 또한 EVSX는 2024년에 Call2Recycle과 3년간의 배터리 공급 처리 계약을 체결했습니다. EVSX의 CEO인 이안 페레스(Ian C. Peres)는 다음과 같이 말했습니다: "연간 10,000톤 규모의 이 라인은 이전에 독립 엔지니어인 WSP Group PLC의 감독 하에 제조업체에서 완전히 시운전을 마쳤기 때문에 높은 수준의 신뢰성을 가지고 설치되고 있습니다. "이 공장은 포드, 제너럴 모터스, 스텔란티스등 북미 최대의 자동차 클러스터와 대도시의 중심부에 위치하고 있습니다. 이 고도로 자동화된 라인을 통해 리튬 1차 전지 및 리튬 이온 배터리를 포함한 배터리 화학 공정을 확장할 수 있게 되었습니다." EVSX는 배터리 공정 라인 설치와 가동을 지원하기 위한 자금을 확보했습니다.
'배터리 산업 주간 뉴스' 카테고리의 다른 글
| 배터리 산업뉴스_2024년 47주차 (3) | 2024.12.23 |
|---|---|
| 배터리 산업뉴스_2024년 46주차 (4) | 2024.12.17 |
| 배터리 산업뉴스_2024년 45주차 (5) | 2024.12.04 |
| 배터리 산업뉴스_2024년 44주차 (6) | 2024.11.26 |
| 배터리 산업뉴스_2024년 43주차 (5) | 2024.11.13 |