도요타는 이미 전고체에 대한 기술을 수년 전부터 확보하고, 한국이나 중국 1500A급 배터리 업그레이드 업체의 시설투자가 LPF나 NCM 등으로 쏠린 후에 전고체 배터리를 출시할 계획이다라고 여의도에서 돌고 있기는 했었습니다. 그런데, 배터리 관련주들의 주가가 엄청 올랐고, 그에 따라 지금 시점에서의 노이즈는 확인이 필요해 보입니다. NCM배터리 = 전해질, 리튬염, 유기용매, 첨가재 등으로 구성되어 있는데, 이때 전고체의 경우, 이 유기용매가 폴리머 + 가소제로 고체상태로 변하게 됩니다.
NCM이나, NCA기술
그렇기 때문에, 우리가 생각하는 것처럼 기존의 NCM이나, NCA기술에 사용되는 소재들이 전부 망하는 그런 케이스는 아닙니다. 오히려, 전고체로 변화되면서 기존 양극재 업체들은 Q가 늘어날 가능성도 있다고 보입니다.
- - 에코프로 비엠 : 전고체용 양극재 개발
- - 천보 : 전고체 전해질에 쓰이는 리튬염 개발
- - 엘앤에프 : 전고체 양극재 개발 및 확대
- - 씨아이에스 : 전극 공정 개발 국책과제(소재업체, cell업체 포함)
- - 금호석유화학 : 양극/음극 집전체+ 도전체를 묶어 주는 바인더(고무) 생산
- - SKC : 동박은 전고체가 되어도 당분간 변할 일이 없음
- - 한농화성 : 전고체 배터리 전해질 개발(LG화학)
- - 이수화학 : 전고체 배터리 전해질 개발(SDI) 전고체
배터리에서 전류를 받아들이는 속도가 빠른 거지 충전기가 3kw급이면 리튬이온이나 전고 체나 하루 종일 충전하는 건 똑같습니다. 400kw급 500kw급으로 밀어 넣어주는 충전기가 있어야 70kw 전지에 5분 ~6분 충전이 됩니다. 이게 전고체 배터리로 교체도 쉽다고 말하는 건 아니지만 혹시나 테슬라에서 업그레이트 킷을 판매한다면 배터리 가격(전고체 배터리 가격은 1/3 수준이라고 합니다.) 자체는 줄어들기 때문에 교체하면 됩니다. 저는 진짜 사용화는 5년 넘게 걸릴 것이라 예상되고요 5년 후는 전기차 보조금이 안 나오는 세상일 가능성이 크다 차가 없어서 못 파는 상황에서 배터리가 남아돌지 않는 한.. 하드웨어 교체에 따른 서비스센터의 부하를 감당하면서 까지 배터리를 업그레이드해줄 거라고 보긴 힘드네요. 전고체의 빠른 충전 속도는 밖에서 그 속도를 감당할 수 있는 충전기에서 충전을 할 때 효과적이고 집에서 완속 충전을 할 때는 차이가 없습니다.
1500A급 전장류
차데모의 40kw/h도 엄청난 전기 용량이에요. 테슬라의 경우 배터리 업그레이드가 가능할 수 있습니다.입니다. 배터리 모듈 간 연결 버스바, 메인 릴레이 등의 전장류가 1500A급 이 되려면 비싸고, 무겁고 커집니다. 또한 충전 커넥터는 강하게 체결이 안되고 꼽았다 뺐다를 해야 하므로 접촉 저항을 작게 하기 어렵습니다. 전류량의 증가는 저항이 줄어들지 않으면 제곱의 발열로 이어지게 되어 또다시 냉각시스템이 들어가야 되고 현실적으로 가능한 방법은 전압을 올리면 됩니다. (핸드폰 퀵 차지를 보시면, 전압을 올려서 충전 파워를 올렸지요. 헨 폰 충전 단자의 전류 한계를 극복하기 위해.)
P=VI 이므로 전압이 올라가나 전류가 올라가나 파워는 똑같이 올라갑니다. 전류가 올라가지 않으므로 앞서 말한 발열 등의 문제가 없어집니다.
전압이 올라가면 전장류의 내압과 절연 레벨이 올라가야 합니다만.. 근래 고전압 시스템의 DC레벨은 800~1000V 대는 어렵지 않게 양산 적용이 가능합니다. 특히 도요타가 갖고 있는 전고체 배터리 관련 특허는 1000개가 넘는입니다. 전고체 배터리 개발로 가는 길목 곳곳을 도요타가 특허로 가로막고 있어 후발주자가 난항을 겪고 있다는 게 업계의 설명입니다.
최초 전고체 배터리
한 완성차 업체 관계자는 “도요타는 그동안 전기차에 관심이 없는 것처럼 보였지만 일찌감치 배터리 개발에 매달려왔다며 “제대로 된 배터리만 만들면 언제든 전기차 시장을 뒤집을 수 있을 것으로 내다본 것이라고 분석했습니다. 실제로 도요타는 올해 세계 최초로 1500A급 배터리 업그레이드를 장착한 전기차를 공개하고, 1~2년 내에 양산한다는 목표입니다. 배터리 업그레이드 킷은 테슬라 차량이 전 세계에 쫘악~풀려서 더 이상 판매대수가 나오지 않을 때나 가능하지 않을까요? 만약에 진짜 만약에 500kw급 충전기가 있는데 5대를 동시에 운영한다 2500kw가 동시에 부하가 걸리는 건데요 이건 정말 엄청난 전력량이라서 어떻게 감당을 할지 모르겠네요(한전이 대구에 500kw급 분배기 충전소 건설에 5억 들었답니다) 일본은 리튬이온 배터리에서 한국과 중국에 주도권을 빼앗기며 자존심을 상했던 만큼 전고체 배터리 개발에 더욱 적극적입니다. 일본의 도요타는 지난 12월 11일 자체 개발한 전고체 배터리를 공개했습니다. 도요타에 따르면 이 배터리는 단 10분이면 완충할 수 있고, 1회 충전으로 500㎞를 달릴 수 있습니다.
이상으로 1500A급 배터리 업그레이드에 대해 이야기해보았습니다.
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