中, 600Wh '차세대 리튬 배터리' 개발… "EV 주행거리 불안 해소" 기대

중국 연구진이 시중에서 가장 진보된 전기차(EV) 배터리보다 에너지 밀도가 두 배 높은 새로운 유형의 리튬 배터리에 대한 파일럿 생산 라인을 구축했다고 16일(현지시각) 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 보도했다.

톈진 대학교 재료과학부 팀은 이번에 개발된 배터리가 EV의 마지막 큰 장벽으로 여겨지는 '주행 거리 불안(range anxiety)'을 해결할 수 있을 것이라고 기대한다.

이 새로운 배터리는 킬로그램당 600와트시(Wh/kg) 이상의 에너지 밀도를 달성할 수 있는데, 이는 테슬라의 4680 배터리(약 300Wh/kg)의 두 배, BYD의 블레이드 배터리(150Wh/kg)의 네 배에 달하는 수준이다.

이는 중국의 'Made in China 2025' 계획의 목표였던 400Wh/kg를 초과 달성한 성과다. 이 배터리가 상용화된다면 전기차의 주행 거리를 두 배 또는 네 배로 늘릴 수 있어, 주행 거리 불안을 해소하는 데 크게 기여할 것으로 보인다.
연구팀의 후 원빈(Hu Wenbin) 리더는 새로운 배터리 설계가 "전해질 설계에서 지배적인 용매화 구조에 대한 전통적인 의존을 깨고 에너지 밀도와 전반적인 성능의 이중 향상을 달성한다"고 설명했다. 연구팀은 빅데이터와 머신러닝을 활용하여 가장 유망한 리튬염과 용매를 식별했다.

또한, 이 배터리는 저온, 화재, 심지어 못 구멍 테스트에서도 탄력성을 보여주며 뛰어난 열적, 기계적 안정성을 입증했다.

전해질에 불소 함유 성분을 첨가하여 열 안정성을 높였으며, 섭씨 영하 60도의 낮은 온도에서도 얼지 않고 액체 상태를 유지했다. 특히 손톱 침투 테스트를 견뎌내 안전성에서도 우월함을 보여주었다.

시범 생산 라인은 중국 북부 항구 도시 톈진에 있다. 이곳에서 생산된 배터리는 중국의 3가지 드론 모델에 사용되어 내구성을 2.8배 연장했으며, 후 원빈은 이 배터리가 전기차, 전기 항공기 등 높은 에너지 밀도가 필요한 다양한 시나리오에서 사용될 것으로 예상했다.

연구팀은 엄격한 안전성 평가를 거쳐 480Wh 용량의 리튬 금속 배터리 팩을 조립했는데, 테스트에서 이 배터리 팩은 무게에 비해 더 많은 전력을 공급하고 25사이클 후에도 안정적으로 유지되어 대부분의 기존 배터리보다 성능이 뛰어났다.

이러한 고용량 팩을 조립하는 것은 뛰어난 셀 균일성과 안정성이 요구되는 주요 기술적 과제다.

중국의 이번 배터리 기술 발전은 미중 기술 경쟁이 심화되는 가운데, 중국이 첨단 기술 분야에서 자립을 강화하려는 노력이 결실을 맺고 있음을 보여준다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com