전기자동차 배터리 산업

기후위기에 따른 내연기관 자동차 시장이 전기차 시장으로 이동하면서 배터리시장은 굉장히 큰 미래산업으로 예측되고 있다. 차 한 대 가격의 50%를 차지하는 전기 배터리이기 때문에 그 규모도 어마어마하다.

전지는 1번 쓰고 버리는 1차 전지와 충전해서 계속 쓰는 2차 전지로 나뉘는데, 전기자동차 배터리 산업은 2차 전지에 대한 것이다. 현재는 전자를 버리려는 성질이 가장 큰 리튬이온 전지가 대세이다.

배터리의 구조

배터리의 구조를 알아야 배터리 시장의 이슈를 이해할 수 있다.

양극재는 리튬이온의 집이다. 전지가 충전될 때 리튬이 전자와 만나 음극재 속에 저장됐다가, 방전될 때 다시 양극재로 돌아오게 된다. 전해질은 음극재에 있던 리튬이 전자와 분리될 때 빨리 양극재로 돌아가게 하는 역할을 한다. 분리막은 음극재와 양극재가 닿지 않도록 분리하는 역할을 한다.


그래서 현재의 배터리 산업은

• 양극재로 사용하던 비싼 리튬대신 저렴한 나트륨을 이용하거나
• 음극재로 사용하던 흑연대신 실리콘을 사용하여 저장성을 높이는 등

배터리에 들어가는 재료를 바꿈으로써 가격을 낮추거나, 전지 효율을 높이는 데 목적이 있다.

발열이나 효율의 문제로 배터리를 셀, 모듈, 팩의 단위로 묶어 배터리 내부를 효율적으로 운용한다.

배터리 관련 기사

테슬라 배터리데이 이슈 관련 기사

실리콘 나노와이어 음극재가 힌트가 될 수 있다.
더 긴 사용 수명으로 더 높은 에너지 밀도의 배터리를 달성하는데 도움이 될 수 있다.
160만 km 주행 가능 배터리

이 기사는 음극재를 흑연 대신 실리콘으로 사용함으로써 더 높은 저장성을 추구하겠다는 것인데, 실리콘 음극재의 단점인 부피가 커져 터질 수 있는 문제를 실리콘 나노와이어로 사용함으로써 팽창 막아 안정성을 추구하면서도 한번 충전으로 더 오래가는 차를 만들겠다는 이야기다.
양극재의 소재인 값 비싼 코발트 대신, 저렴한 리튬인산철 사용으로 가격경쟁력을 갖추거나, 양극재의 소재의 변화로 충전, 방전을 여러 번 해도 효율성 유지하는 기술을 개발하겠다는 이야기다.

엘지화학 전기 배터리 관련 기사

3세대 배터리 개발 중
1회충전 500km 이상
고용량 양극재, 안정성 강화 분리막

리튬에서 나트륨 배터리로 사용(저렴) 할 때 필요한 음극재를 개발중

삼성의 5세대 배터리 기사

1회 충전 후 갈 수 있는 거리 620km 주행 가능
15분 급속 충전 가능

차세대 배터리 <전고체 배터리>

전해질을 고체로 만든 전지가 전고체 배터리인데 도요타가 이 기술을 선도하고 있다. 전해질을 액체가 아닌 고체로 바꾸면 전지의 안정성과 부피를 대폭 줄일 수 있기에 같은 부피의 전지라면 훨씬 높은 효율을 낼 수 있고, 내연 기관 자동차보다 더 오래갈 수도 있게 된다. 아직 개발 중인 전지로 2025년경부터 상용화되어 2030년부터는 배터리 시장을 장악할 것으로 파악하고 있다.

K 배터리 기술

배터리 1위 기업인 LG 에너지솔루션과 SK이노베이션이 법정싸움을 벌이는 중에 중국 배터리 시장이 급부상했고, 전기차 배터리 시장을 중국에 내주게 됐다. 또한 대형 자동차 기업들(테슬라, 폭스바겐, 르노, 볼보, 도요타, 현대차)이 배터리 독립을 하고 있다.

이에 (LG 에너지솔루션+SK이노베이션+삼성 SDI)+정부+민간투자를 합하여 배터리 시장에 800억 원 투자를 결정했다. 앞으로 배터리 연구 개발 40조 원 투자하고, 차세대 배터리(전고체 배터리 등)에 투자할 것이며, 정부도 세제 혜택 등으로 2030년 배터리 1등 국가로 자리매김하는 것이 K 배터리 기술의 목표이다.