(주목) GM과 LG 배터리 한 번 충전으로 700km?

오늘 따끈따끈한 소식이 올라왔습니다!

GM과 LG와 합작한다는 소식인데요

 

메이 카이 GM 연구 그룹 매니저가

LG에너지솔루션과 합작사를 세워

직접 생산하는 얼티엄 배터리와 플랫폼을 구축한다는 소식입니다

 

얼티엄 플랫폼·배터리를 통해 GM은

한 번 충전에 최대 720㎞까지 주행할 수 있는 전기차를 만들 수 있다고 합니다.

 얼티엄 배터리 셀에 대해 “기존 전기 배터리보다 40% 적은 비용과 25% 적은 무게로 전력을 공급한다”며

“알루미늄을 통해 코발트에 대한 의존도를 70%까지 줄여

전기차 시대 수요 증가에도 충분히 코발트 조달 문제를 해결할 수 있다”고 했습니다.

 

양사는 지난 2019년 12월 합작법인 ‘얼티엄셀즈’를 설립했습니다.

미국 오하이오주 로즈타운에 배터리 공장을 지어 이곳에서 얼티엄 배터리가 생산되는데

이는 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 조합의 제품입니다.

 

GM과 LG가 배터리에 대한 연구개발로

완전한 전기차를 만들기 위해 필요한 특성은

크게 2가지라고 생각합니다. 

 

고속충전

그리고 

주행시간

 

먼저 고속충전을 위해서는

음극재에 대한 개발이 필요합니다.

LG화학은 실리콘 음극재를 통해 이러한 초고속 충전에 대한 연구를 이어가고 있습니다. 

이렇게 만든 얼티엄 배터리는 초고속 충전이 가능합니다.

다음으로 주행시간을 늘리기 위해선 

배터리에 결합되는 금속 중

배터리의 고용량을 보장할 수 있는

니켈(Ni)함량이 중요합니다. 

실제 우리나라는 니켈함량을 늘리기 위해

3대 배터리 기업에서 이른바 하이니켈 기술을 연구하고 있습니다. 

 

삼성SDI는 지난 2015년 니켈 함량 88% 이상의 하이니켈 NCA 양극 소재를 전동공구용 원형배터리에 적용했습니다.

또 내년부터 양산되는 5세대 전기차용 배터리에도 니켈 88%의 하이니켈 NCA 양극 소재를 적용할 계획을 밝혔습니다.

 

LG화학도 올해 니켈 70%, 코발트 10%, 망간 20%로 구성된 NCM712 배터리를 공급하고,  내년에는 니켈 비중을 85%이상으로 끌어올린 NCMA 배터리 양산을 목표로 하고 있습니다.

 

SK이노베이션 역시 NCM811(니켈 80%, 코발트 10%, 망간 10%) 양극재를 적용한 배터리를 2016년 세계 최초로 개발해 2018년부터 양산 중입니다. 또 지난해에는 NCM9 1/2 1/2(니켈 90%, 코발트 5%, 망간 5%) 양극재를 채택한 배터리 개발도 세계 최초로 성공했습니다.

 

하지만 이렇게 기술을 향상시킨다고 해도

자동차는 인간의 생명과 직결되는 문제이기에

가장 중요한 문제는 바로

배터리의 안전성 

입니다. 

 

이러한 배터리의 안정성은 2차전지의

음극과 양극을 분리시키는 분리막이 핵심 요소입니다. 

분리막으로 사용되려면, 전기화학적으로 안정적이어야하고, 절연성이 뛰어나야 합니다.

또한 리튬이온이 원활하게 분리막 사이를 통과할 수 있도록 분리막 표면에 구멍이 많아야 하며,

그 크기는 균일해야 합니다.

배터리의 온도가 일정 수준을 넘어섰을 때

분리막 자체적으로 기공을 막아(Shut-down) 리튬이온의 이동을 차단해 안전성을 확보할 수 있어야 합니다. 

분리막은

배터리의 안전성과. 직결되는 소재이므로 앞으로의 배터리 산업 육성을 위해 

꼼꼼히 거쳐야하는 마지막관문이라고 생각됩니다.