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EV 배터리는 무겁다. 따라서 EV 배터리 제조업체는 전력 대 중량 비율 최적화에 더 열중하고 있다. 한 가지 접근 방식은 배터리를 신체 일부로 만들어 무게를 줄이는 CTP(cell-to-pack) 기술이다. 그러나 이 같은 접근 방식은 유지 관리 및 재활용을 훨씬 더 어렵게 만들기 때문에 많은 사람들이 비판적으로 본다.
일본 테슬라 배터리 공급업체인 파나소닉은 이제 다른 접근 방식을 취하고 있다. 2030년까지 배터리의 에너지 밀도를 20% 증가시킬 것이다. 배터리 모델 Y(Model Y)를 사용하면 동일한 배터리 크기로 100km 더 많은 범위를 사용할 수 있다.
이러한 에너지 밀도의 증가는 전해질에 다양한 첨가제를 첨가함으로써 가능하다고 말하며, 이는 개별전지가 배터리 성능을 손상시키지 않고 더 높은 전압에서 작동할 수 있도록 해야 한다. 셀의 전압은 전류 4.2V에서 4.3V 또는 4.4V로 증가해야 한다.
또한, 그는 “이른바 ‘미세균열’을 신소재로 줄여야 한다. 배터리를 충방전하면 양극에 작은 균열이 생겨 시간이 지남에 따라 내구성에 영향을 미친다. 이를 피하기 위해 소위 ‘단결정 재료’를 사용해야 한다. 음으로 하전된 전극의 흑연을 실리콘 기반 재료로 교체하여 추가 최적화를 달성해야 한다”라고 덧붙였다.
파나소닉의 현재 가장 진보된 배터리의 에너지 밀도는 750와트시/리터이다. 에너지 밀도를 20% 증가하면 리터당 900와트시가 된다. 또한 테슬라와 CATL에서 이미 생산하고 있는 더 큰 4680 셀로 완전하게 전환할 수도 있다. 이를 통해서 현재 2170세대에 비해 생산 비용을 절감할 수 있다. 이 회사는 새로운 셀 화학의 개발이 시작되는 정확한 시기와 4680 또는 2170 셀에서만 사용될 것인지에 대해 아직 공개하지 않았다.
관련전문가들은 배터리 밀도가 20% 증가할 수 있다고 확신한다. 어쨌든, 미국 시카고 대학 교수이자 아르곤 국립 연구소 배터리 과학 센터의 선임 연구과학자인 잉 셜리 멩(Ying Shirley Meng)은 “파나소닉이 이 목표를 달성할 것이다. 연구는 이에 대한 유망한 데이터를 보여주었다. CATL, LG에너지솔루션, 삼성SDI 등과 같은 파나소닉의 경쟁사들도 더 빨리 충전되고 더 오래 지속되며 더 저렴한 배터리를 개발하고 있다”라고 언급했다.
어쨌든 4680셀의 생산은 이미 2023년 4월 일본에서 시작되어야 한다. 생산 사이트는 여전히 미국에서 찾고 있다.
김세업 글로벌이코노믹 기자
