배터리 산업뉴스_2023년 48주

원재료

■ 미국정부, Salton Sea 리튬 매장량 발표, 3억 7500만 대 전기차 분량

 

배터리 재료

■ Lotte Chemical, 리튬메탈음극용  분리막 코팅소재 기술 개발

 

배터리 제조

■ SES AI, 100Ah 리튬메탈 셀 데이터 공개

■ LGES, SK On, 전기차 배터리 시장 개선 위해 직원 해고

■ Durapower, 자동 유도 차량(AGV)을 성공적으로 시운전

 

자동차 OEM

■ 2025년까지 전기차 배터리 가격 40% 하락 "보조금 없이도 경쟁 가능"

■ Nissan 영국 공장생산 및 인프라에 30억 파운드 투자

■ 현대, 기아자동차, 전기차 배터리 정보 공개에 동참

■ 인도네시아, 전기이륜차 폐배터리 5년 후

 

재활용

■ Stellantis, 배터리 재활용을 위한 첫 번째 순환 경제 허브 출범

■ Rock Tech Lithium, Electra Battery Materials과 리튬 재활용 MOU 체결

 

원재료

■ 미국정부, Salton Sea 리튬 매장량 발표, 3억 7500만 대 전기차 분량

 

캘리포니아주에 있는 Salton 호수는 바닷물처럼 염분이 많아 Salton Sea라고도 불리는데 미국정부는 Salton Sea의 리튬 매장량을 밝힌 공식 자료를 내놓았다.

이로써 미국은 호주, 칠레, 중국, 아르헨티나에 이어 전기차 배터리의 필수원료인 리튬을 공급할 수 있는 국가로 떠오르게 됐다. 

미국 에너지부 (DOE: Department of Energy)는 Salton Sea에 전기차 3억 7500만 대 분량의 배터리를 만들 수 있는 리튬이 매장되어 있다는 내용이 담긴 보고서를 발표했다.

미국 연방도로청(FHWA)이 집계한 2020년 통계에 의하면 미국에 등록된 차량대수는 2억 7593만 대이므로 이 양은 미국에 등록된 차량 전부보다 1억 대나 많은 숫자다. 

974㎢ 면적의 Salton Sea는 막대한 양의 리튬이 있는 장소로 수년 전부터 주목을 받았는데, 이번에 미 에너지 당국이 보고서를 내면서 정확한 양을 제시한 셈이다.

이 보고서에서 에너지부는 “염수에서 직접 리튬 추출(DLE) 방식을 활용하면 340만 톤 이상의 리튬을 생산할 수 있다”라고 밝혔다.   

DLE 방식은 염수를 자연적으로 증발시켜 리튬을 얻는 기존 방식보다 시간 효율성 및 리튬 생산성에서 앞선다는 평을 받는 방법으로 흡착제를 사용해서 염수에 함유된 리튬을 직접 추출하는 방식이다.

 

배터리 재료

■ Lotte Chemical, 리튬메탈음극용  분리막 코팅소재 기술 개발

 

Lotte Chemical은 차세대 반고체/전고체 리튬메탈배터리에 사용되는 리튬메탈음극재의 불안정성을 해결하기 위해 고분자계 고체전해질 기반의 분리막 코팅소재 제조 기술을 개발했다고 밝혔습니다.

이 기술은 리튬이온의 이동성을 개선하는 기능성 소재를 리튬메탈배터리 분리막에 코팅하여 리튬 덴드라이트를 억제함으로써 리튬메탈배터리의 내구성을 개선한 것입니다.

이를 통해 리튬메탈배터리의 장기 안정성과 내구성을 확보할 수 있으며, 500사이클에서 90% 이상의 용량보존율을 보여, 기존 코팅이 없는 분리막 대비 약 30% 이상의 내구성 향상 효과를 기대할 수 있다고 밝혔습니다.

이 기술을 활용하면 기존 리튬이온배터리에 적용되는 제조설비 사용이 가능하여 차세대 반고체/전고체 리튬메탈배터리 생산설비 구축 시 투자비 절감이 가능한 장점도 있다.

 

Lotte Chemical은 지난 2021년 리튬메탈음극을 개발하는 미국의 스타트업 SOELECT에 지분투자를 통해 공동연구 개발을 진행하였고 약  2년여의 공동연구 끝에 이 기술을 개발하였습니다.

현재 리튬메탈배터리 관련업체 및 대학 등과 기술 적용을 위한 테스트를 진행 중이며 전문 연구기관들과 추가 협력관계를 구축할 예정입니다.. 이를 통해 리튬메탈음극재가 적용 가능한 시장을 개척하고, 리튬메탈 배터리의 상용화를 앞당기는데 기여할 계획입니다.

 

배터리 제조

■ SES AI, 100Ah 리튬메탈 셀 데이터 공개

 

보스턴에 본사를 두고 있는 SES AI는 2021년에는 4Ah, 2022년에는 50Ah 리튬금속 셀에 대한 데이터를 공개했고 2023년에는 100Ah 리튬 금속 셀에 실제 테스트 데이터를 공개했습니다. 지금까지 리튬 금속 셀 관련 데이터를 지속적으로 공개한 회사는 많지 않았는데 SES AI는 12월 12일 개최되는 자사의 배터리월드 2023에서 더 자세한 내용을 논의할 예정입니다.

이전에 Solid Energy Systems으로 알려진 SES AI는 2012년 설립되었으며 현재 상하이와 한국에 공장을 건설 중입니다.

 

■ LGES, SK On, 전기차 배터리 시장 개선 위해 직원 해고

 

LGES와 SK On은 최근 미국 내 인력을 소폭 감축했습니다.

LGES의 경우 Michigan주 공장에서 170명이 해고됐고, SK On은 지난 9월 조지아주 2개 공장 중 한 곳에서 100여 명을 해고했습니다. 이는 SK On과 Ford의 켄터키주 공동 프로젝트가 지연되었기 때문입니다.

특히 미국 시장은 전기차 부문의 장기적인 성장에 대해서는 우려하지 않지만 신차 판매 중 전기차 비중이 유럽과 중국에 비해 크게 뒤처져 있기 때문에 자동차 업계 전체가 서둘러 기가팩토리를 건설하려는 기존의 전략에서 수정이 필요하게 되었습니다.

LGES와 SK On 모두 이전보다 더 많은 EV 배터리를 생산하고 판매할 것으로 예상되지만, 단기적으로는 조정이 있을 수 있습니다.

Panasonic의 경우 미국에 새 공장을 건설하고 있지만 일본에서는 배터리 기존에 Tesla Model S 및 Model X에 사용하던 18650 생산을 줄여야 했습니다.

 

■ Durapower, 자동 유도 차량(AGV)을 성공적으로 시운전

 

싱가포르에 본사를 두고 있는 Durapower는 배터리 시스템과 솔루션을 제공하는 회사입니다. 이 회사는 싱가포르 Tuas항구에서 운영하기 위해 PSA (싱가포르 항만 공사)가 요청한 54대의 무인 자동 유도차량(AGV: Automated Guided Vehicles)의 시운전을 성공적으로 마쳤습니다.

글로벌 항구 탈탄소화를 진전시키기 위해 진행되는 이 프로젝트를 위해 Durapower는 내구성이 뛰어난 맞춤형 고전력 배터리 솔루션을 제공하여  무거운 하중과 연중무휴로 운영되는 극한의 작동 조건에서도 견딜 수 있는 견고성을 갖도록  AGV를 제작하였습니다.

Durapower의 배터리 솔루션은 전 세계적으로 물류 단지, 공항, 항구 및 기타 산업 응용 분야에서 사용되고 있습니다.

 

자동차 OEM

■ 2025년까지 전기차 배터리 가격 40% 하락 "보조금 없이도 경쟁 가능"

 

산업조사기관 Bloomberg NEF의 연례 리튬이온 배터리 가격 조사에 따르면, 리튬이온 배터리 가격이 장기적인 하락 추세로 돌아서 올해 평균 배터리 팩 가격은 $139/kWh로, 2022년 $161/kWh에서 14% 하락했는데 이는 2018년 조사를 시작한 이래 가장 큰 하락폭입니다.

Goldman Sachs Research 가 발표한 보고서에서도 2025년까지 전기차 배터리 가격이 40%가량 급락해 보조금 없이도 전기차가 내연기관차와 가격 경쟁이 가능해질 것이라고 전망했습니다.

이번 하락세의 주된 원인은 원자재 가격 하락인데 이러한 가격하락은 기술혁신으로부터 비롯되었다는 점에서 주목할 만한 변화입니다.  

Bloomberg NEF는 원자재 부품, 배터리 셀, 배터리 팩에 이르기까지 배터리 공급망의 모든 영역에 걸쳐 생산능력이 크게 증가함에 따라 주요 원자재인 금속, 특히 리튬 가격이 올해 1월 이후 급속히 떨어졌다고 보도했습니다.

이번 하락에는 과도한 수요 예측도 영향을 미쳤습니다. 올해 하반기 전기차 시장은 금리인상과 경제적 불확실성 증가로 인해 성장률이 떨어진 졌기 때문에 주요 제조사가 배터리 셀 공장 가동률을 작년보다 낮추고, 일부 자동차 회사들은 생산 목표를 취소하면서 중국의 배터리 생산량만으로도 글로벌 수요를 초과, 배터리 가격 하락을 견인했다는 분석입니다.

거기에 더해 저렴한 원자재 발굴 노력도 이어지고 있습니다.

스웨덴 배터리기업 Northvolt는 리튬, 코발트, 니켈을 쓰지 않는 나트륨이온 배터리(sodium-based battery) 상용화 기술을 개발했다고 밝혔습니다.

나트륨이온 배터리는 현재 보편적으로 쓰이는 리튬이온 배터리보다 제조 비용은 저렴하지만, 에너지 밀도는 떨어진다는 단점이 있었습니다. 이번에 Northvolt는 나트륨이온 배터리의 에너지 밀도를 에너지 저장장치 (ESS)에 사용할 수 있는 수준인 160Wh/kg까지 끌어올리는 데 성공했습니다. Northvolt는 BYD와 합작해 14억 달러 규모의 나트륨이온 배터리 공장 건설을 추진하고, 상용화에 들어갈 계획입니다.

CATL 또한 지난 4월 나트륨이온 배터리를 적용한 전기차가 올해 안 대량생산에 들어갈 것이라고 밝힌 바 있다.

글로벌 전기차 시장 지형은 중국이 절반 이상을 압도하면서 미국과 독일이 그 뒤를 잇는 모양새입니다.

 

금속 및 광물산업 리서치기업 Adamas Intelligence가 내놓은 보고서에 따르면, 2023년 3분기 기준 중국의 전 세계 배터리 시장 점유율은 54%로 1년 전 58%보다 4% 떨어졌고 2위를 차지한 미국의 점유율은 15%로 작년 14% 대비 1%로 증가했으며, 3위 독일, 4위 영국, 5위 프랑스가 그 뒤를 이었습니다.

프랑스는 올해 3분기 총 4.6 GWh의 배터리 용량을 추가하며 전년 동기 대비 53% 증가, 상위 5개 국가 중 가장 빠른 성장세를 보였습니다.

보고서는 2023년 3분기 전 세계 도로를 달리고 있는 전기차 배터리 용량은 182.6 GWh로, 2분기 대비 11%, 전년 동기 대비 39% 증가했다고 덧붙였습니다.

한편 Goldman Sachs Research는 배터리 금속 가격 하락으로 2025년까지 배터리 가격이 kWh당 99달러까지 하락할 것이라고 분석했습니다. 이는 2022년 대비 40% 이상 하락한 수치로, 2025년경에는 정부 보조금 없이도 내연기관차량과 비용 평준화를 이룰 수 있을 것으로 보입니다.

골드만삭스는 구체적인 가격 하락 동인으로 소비자 수요 확대와 배터리 기술 혁신을 꼽았습니다.

Goldman Sachs Research의 책임자인 Nikhil Bhandari는 “배터리 비용 감소는 전기차 가격 경쟁력 강화, 소비자 수요 확대, 전기차 및 배터리 전체 시장의 성장으로 이어질 수 있다”라고 밝혔습니다.

  

■ Nissan 영국 공장생산 및 인프라에 30억 파운드 투자

 

닛산은 영국에 있는 Sunderland공장에서 생산하는 3가지 모델들(Qashqai, JUKE, LEAF)을 100% 전기화하고 3개의 기가팩토리 건설 및 차량 제조 및 배터리 제조에 전원을 공급하는 EV36Zero Microgrid구축을 위해 최대 30억 파운드를 투자하겠다고 발표했습니다.

EV36Zero Microgrid는 닛산이 새롭게 건설한 20MW의 태양광 발전소와 기존의 풍력 및 태양열 발전 단지를 통합하여 닛산과 인근 협력업체에 100% 재생 가능한 에너지를 공급하는 것입니다.

이번 발표는 Nissan의 “Ambition 2030”에 근거한 조치로 닛산은 앞으로 유럽에서 생산하는 모든 신차는 전기차로 생산할 것이고 2030년까지 유럽의 승용차 라인업 모두 100% 전기차를 구성할 계획이라고 밝혔습니다.

■ 현대, 기아자동차, 전기차 배터리 정보 공개에 동참

 

한국 환경부는 전기차 화재를 예방하기 위해 배터리 상태정보를 수집, 전송하는 기능을 가진 완속충전기를 활용하는 방안을 내놓았습니다. 전기차 제조사가 공개하는 배터리 전압, 전류, 온도등의 배터리 상태정보를 배터리 데이터 관리 시스템에 전송하고 배터리 충전 제어 정보를 수신해 문제 발생 시 전기차 충전을 실시간으로 제어하는 방안입니다.  그러나 이 방안은 기업 자산 및 보안상의 이유로 전기차 제조업체들이 별다른 답변을 내놓지 않아 난항을 겪었는데 이후 이 방안에 공감한 한국의 5대 자동차 업체들인 현대, 기아, KG모빌리티, 르노코리아 자동차등이 협력하기로 하면서 전기차 화재 예방 충전 인프라 구축에 탄력이 붙을 것으로 보입니다.

환경부는 화재 예방 완속충전기 보급을 위해 800억 원의 보조금을 준비했는데 먼저 화재 예방 완속충전기에 대한 최종 사양을 연내 확정하고, 2024년 2~5월 업체별 시험 신청 및 최종 평가를 거쳐 6월 중 지역별 무공해차 브랜드 사업부터 구축을 시작할 계획입니다.

현재까지 벤츠 BMW 등의 수입차들은 한국기업들과는 달리 BMS정보 공개에 응하지 않고 있는데 환경부는 향후 공개하지 않는 업체에게는 전기차 보조금 지급 시 차등요건을 두어 보조금을 차감하겠다고 밝혔습니다.

 

■ 인도네시아, 전기이륜차 폐배터리 5년 후

 

인도네시아는 중국, 인도에 이어 세계 3위의 이륜차 시장을 갖고 있지만 인도네시아 자동차 공업 협회(GAIKINDO)에 따르면 2022년 기준 전기 이륜차 판매량은 2만 5천대 수준으로 전체 이륜차 판매량의 1%도 안됩니다. 그러나 1년 전과 비교하면 5배 증가했고, 2023년도 10월까지 3만 5천대가 팔리면서 빠르게 늘어나고 있습니다.

특히 인도네시아 정부가 세계 1위 니켈 생산을 바탕으로 전기차 허브 구축을 꿈꾸며 교통수단의 전동화 정책을 강력히 추진하고 있고, 2030년까지 전기 이륜차를 1천300만대로 늘리고 2040년부터 는 전기 이륜차만 판매한다는 계획이어서 전기 이륜차 판매량은 갈수록 더 늘어날 전망입니다.

인도네시아 가자마다 대학교 (UGM)의 Indra Perdana 박사는 “전기 이륜차에 사용되는 리튬 이온 배터리 수명은 4륜 전기차보다 훨씬 짧다”라며 ““지금은 거의 없는 전기 이륜차용 폐배터리가 2038년에는 3만 t 수준으로 늘어날 것”이라고 말했습니다. “무엇보다 폐배터리는 유해 폐기물로 분류돼 현재로서는 처리 방법이 없다”라고 우려했습니다.

그는 전기 이륜차의 폐배터리 재활용을 위해 다양한 재활용 방안이 필요하다며 한국 기업들과의 협력을 기대한다고 밝혔습니다.

 

재활용

■ Stellantis, 배터리 재활용을 위한 첫 번째 순환 경제 허브 출범

 

Stellantis는  이탈리아 토리노의 Mirafiori 단지에서 SUSTAINera 순환 경제 허브(CE Hub: Circular Economy Hub)를 개장했습니다.

Stellantis는 총 73,000평방미터의 면적의 이 시설에 4천만 유로를 투자했으며 5,000톤 이상의 폐기된 금속을 재활용하여 건설하였고 시설용 장비 및 기계 역시 다른 곳에서 사용하던 것을 용도 변경하여 설치함으로 새 기계 및 장비를 구입하는 것보다 55% 비용을 절감했습니다. 이 사이트에는 현재 170명의 숙련된 직원이 근무하고 있습니다. 2025년에는 이 숫자가 약 550명으로 늘어날 것으로 예상된다.

SUSTAINera는 스텔란티스의 전체 차량 수명 주기에 걸친 순환 경제 계획을 대표하는 라벨로, 폐기물 감소, 지구 자원 사용 감소, 탄소 발자국 감소를 통해 환경을 보전하면서 품질 저하 없이 수리업체와 고객에게 회사의 부품 및 서비스 전체 제품군 내에서 지속 가능하고 경제적인 대체 솔루션을 제공하는 광범위한 예비 부품 및 서비스입니다.

Stellantis는  “Reman (Remanufactruing)”, “Repair”, “Reuse” 및 “Recycle”이라는 4R 전략을 기반으로 360도 접근 방식을 통해 순환 경제를 육성하기 위한 포괄적인 계획을 가지고 있습니다.

최첨단 순환 경제 허브의 주요 목표는 부품과 차량의 수명을 연장하여 가능한 한 오랫동안 지속되도록 보장하는 것입니다. 활동 및 수명이 다해 더 이상 사용이 불가능한 경우 해체하여 자재를 수집하여 재활용한 후  제조 루프로 반환하여 새 차량과 부품 제작에 사용합니다. CE Hub는 4R 전략을 기반으로 아래 4가지 활동을 실행할 계획이고 범위를 점점 확대해 나갈 계획입니다.

-      Reman (Remanufactruing): 엔진, 기어박스, EV 배터리 등 중고, 마모 또는 결함이 있는 부품을 품질 저하 없이 원래 OEM 사양에 맞게 분해, 세척 및 다시 제조하여 SUSTAINera 라벨을 붙이고 이 부품들을 Stellantis 예비 부품 제품군에 저렴한 가격으로 제공하는 것입니다.   이 시설에서는 2025년까지 50,000개 이상의 재생 부품을 관리하고, 2030년에는 150,000개로 늘어날 것으로 예상됩니다.

-      분류 센터(Reman, Recycle): 코어라고 알려진 약 250만 개의 마모 부품이 2025년까지 시설의 Reman 및 Recycle 활동에 공급될 것이며, 2030년까지 800만 개로 증가할 것입니다.

-      차량 재조정(Reman, Repair, Reuse): 차량은 새 부품, 재제조 부품 또는 중고 부품을 사용하여 수리한 후 Stellantis의 제조업체 인증 중고차 프로그램인 SPOTiCAR와 Stellantis &You를 통해 판매될 것입니다.

-      차량 해체(Recycle, Reman, and Reuse): 차량의 수명이 다하면 차량은 부품을 재제조, 재사용하거나 재활용 재료로 사용할 수 있는 귀중한 자원이 됩니다. 특히 CE 허브에서 관리하는 중고 OEM 부품은 파트너인 B-Parts의 재고를 통합하여 SUSTAINera 재사용 서비스를 제공합니다.

Stellantis 순환 경제 사업부 (Circular Economy Business Unit)는 “Dare Forward 2030 전략 계획” 에서 발표된 7개의 성장 사업부 중 하나이며   , 2030년까지 20억 유로 이상의 매출을 창출하는 것을 목표로 하고 있습니다.

 

■ Rock Tech Lithium, Electra Battery Materials과 리튬 재활용 MOU 체결

 

Rock Tech Lithium은 Electra Battery Materials과 MOU를 체결했다고 발표했습니다.

Rock Tech는 독일과 캐나다에 Ontario주에 리튬 변환기를 건설해 리튬 화학 물질을 생산하려고 하고 있습니다. 이 회사는 1차 스포듀민 농축물과 배터리에서 재활용된 리튬 및 흑색 대량 재활용 작업을 위한 정제 플랫폼을 개발하고 있습니다.

Electra는 Ontario 주에 배터리 폐기물로부터 리튬, 니켈, 코발트, 구리, 망간 및 흑연을 회수하여 Black Mass를 생산하고 있고 북미 유일의 황산코발트 정제소를 건설하고 있습니다.

계약에 따라 Ontario에 있는 Electra의 배터리 재활용 시설에서 재활용된 리튬은 Rock Tech의 리튬 정제소에서 배터리 등급 리튬 배터리 소재로 업그레이드하게 될 것입니다.

재료 가공은 2026년에 시작될 것으로 예상됩니다. Electra는 현재 모듈식 방식으로 계속 확장하고 있기 때문에 공급량은 시간이 지남에 따라 증가할 것으로 예상됩니다.