배터리 셀 개발 가속화: 빠르고 효율적인 배터리 생산을 위한 전략_1

 

프랑스에 본사를 둔 글로벌 컨설팅 및 IT 서비스 기업 인 Capgemini 독일 아헨 공과대학교(RWTH Aachen University)의 전기 모빌리티 부품 생산공학 연구소(PEM: hair of Production Engineering of E-Mobility Components )의 스핀오프 기업인 PEM Motion GmbH, 그리고 프라운호퍼 배터리 셀 생산 연구소(FFB: Fraunhofer Research Institution for Battery Cell Production ) 는 " Technology Cluster Battery Cell"이라는 협력 체계를 만들었습니다. 이 협력의 목표는 연구 기관과 산업계 주요 기업들을 하나로 모아 에코시스템 혁신(Ecosystem Innovation)을 촉진하는 것입니다. 이를 통해 배터리 셀 개발부터 대량 생산에 이르는 전반적인 프로세스를 가속화할 수 있는 새로운 방법론과 도구 체계를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다

 

아래 자료는 Technology Cluster Battery Cell에서 공동연구한 결과물인 "ACCELERATING BATTERY CELL DEVELOPMENT"를 정리한 것입니다.

 

서론

 

"일관된 디지털화는 개발 프로세스를 크게 가속화할 수 있으며, 따라서 배터리 셀 제조업체의 경쟁력을 결정하는 핵심 요소입니다."

- Marcus Fiege, Capgemini -

 

전기 모빌리티에 대한 관심이 지속적으로 증가하고 있으며, 이는 지속 가능성에 대한 인식 확대, 설정된 이산화탄소(CO₂) 감축 목표, 그리고 운송 부문의 지속적인 전동화와 밀접한 관련이 있습니다. 특히 전기차 부문의 수요 증가로 인해 리튬이온 배터리의 수요가 급격히 증가하고 있습니다. 또한, 원재료 확보 용이성과 잠재적인 비용 절감 효과로 인해 나트륨이온 배터리와 같은 대체 전지 화학 시스템도 주목받고 있습니다.

 

Figure 1은 Battery Monitor 2023에 따른 지역별 리튬이온 및 나트륨이온 배터리의 예상 글로벌 수요와 발표된 생산 능력을 보여줍니다. 2030년까지 글로벌 배터리 수요는 4,917GWh에 이를 것으로 예상되며, 반면 구체적인 일정 없이 발표된 계획을 포함한 총 생산 능력은 10,959GWh에 달합니다. 그러나 이러한 수치는 신중하게 접근해야 하며, 많은 생산 능력 확장 계획이 아직 구체적인 실행 계획 없이 발표된 상태입니다. 특히 중국은 배터리 기술의 주요 수출국으로서 주도적인 역할을 하고 있으며, 북미는 인플레이션 감축법(IRA)과 같은 정책을 통해 유럽과 함께 이를 따라잡기 위해 노력하고 있습니다.

이러한 배경 속에서 유럽에서는 현재 다수의 배터리 기가팩토리가 계획 또는 건설 단계에 있습니다. 하지만 제품 및 공정 리스크가 복합적으로 작용하면서 양산 개시(Start of Production, SOP) 일정이 자주 지연되는 경우가 많습니다. 배터리 셀 개발 과정에서 여러 가지 도전 과제와 기회가 존재하며, 이를 효과적으로 해결하면 시장 출시 시간을 단축할 수 있습니다. 본 논문에서는 먼저 이러한 도전 과제와 기회를 개괄적으로 살펴보고, 이후 배터리 셀의 개발 방식을 개선함으로써 해결할 수 있는 잠재적인 솔루션을 제시합니다. 

 

 

출처: ACCELERATING BATTERY CELL DEVELOPMENT

https://www.pem.rwth-aachen.de/global/show_document.asp?id=aaaaaaaacksemjl