전체기사보기
-
-
[신소재 신기술(15)] 배터리 스타트업 코어셸, 주행거리 희생 없는 저렴한 LFP배터리 선봬
-
-
배터리 소재 스타트업인 코어쉘(Coreshell)은 저렴한 리튬 이온 배터리 제조 기술을 개발했다고 발표했다.
미국 기술전문매체 티크크런치는 15일(현지시간) 코어쉘이 야금용 실리콘을 활용한 리튬-철-인산염(LFP) 음극과 결합된 실리콘 양극으로 만든 전기차 배터리를 내년부터 양산에 들어간다 보도했다.
회사에 따르면 kWh당 최대 30% 저렴한 비용으로 비교할 수 없는 충전 성능과 안전성을 갖춘 배터리를 만들 수 있다.
야금 등급 실리콘은 고순도 실리콘보다 저렴할 뿐만 아니라 일반적으로 리튬 이온 배터리에 사용되는 흑연 비용의 약 절반에 불과하다는 설명이다.
현재 전기자동차(EV) 보급의 가장 큰 장애물 중 하나는 비용이다. 소비자들은 현재 대부분의 전기자동차는 휘발유 차량보다 가격이 높아 구매를 망설이고 있다.
실리콘은 리튬이온배터리의 음극 단자인 양극에서 흑연을 대체할 수 있는 잠재력이 있다. 실리콘과 흑연 모두 배터리가 충전 중일 때 리튬 이온을 받아들이고 저장한다.
실리콘은 훨씬 더 많은 양의 전기를 저장할 수 있지만 단점이 있다. 충전할 때 양극이 부풀어 오르는 경향이 있다. 흑연 음극은 약간 부풀뿐 크게 팽창하지는 않는다. 하지만 실리콘 양극은 충전할 때 풍선처럼 부풀어 원래 크기의 몇 배까지 팽창할 수 있다. 이를 보완할 수 있는 소재가 없으면 충전과 방전을 반복하면 양극이 무너질 수 있다.
실리콘 음극 기술 개발 경쟁
이에 실리콘의 배터리 성능 향상 잠재력을 인식한 여러 스타트업은 실리콘의 팽창 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. 대부분의 접근 방식은 실리콘의 팽창 특성을 수용하기 위해 특수한 미세 구조를 사용한다.
이들 기업은 자체 개발 배터리를 제조하기 위해 더욱 정제되고 비용이 높은 실리콘을 사용한다. 결과적으로 실리콘 음극은 현재까지 가격 프리미엄을 보다 쉽게 흡수할 수 있는 소비자 전자 제품 및 고급 전기자동차 시장을 타겟으로 했다.
코어쉘은 이전에는 다양한 배터리 재료의 성능 저하를 늦추는 코팅 기술에 주력했지만, 현재는 실리콘 전문 기업으로 전환했다.
조나단 탄 코어쉘 공동 설립자 겸 최고경영자(CEO)는 테크크런치와의 인터뷰에서 "우리는 2년 전 야금용 실리콘 분야에서 획기적인 발전을 이루었다"라고 말했다.
그는 야금용 실리콘 코팅은 충전 및 방전 사이클을 통해 재료를 유지하는 데 도움이 되는 탄력적인 특성을 가지고 있으며 표면 저하도 방지한다고 강조했다. 탄 CEO는 "시장에 출시한 이 기술은 내년부터 상용화에 집중할 것"이라고 밝혔다.
야금 등급 실리콘, 흑연 비용의 절반
탄 CEO는 지난 14일(현지시간) 국제 배터리 세미나의 프레젠테이션에서 야금 등급 실리콘은 고순도 옵션보다 저렴할 뿐만 아니라 일반적으로 리튬 이온 배터리에 사용되는 흑연 비용의 약 절반에 불과하다고 말했다.
코어쉘은 이번 주 금속 생산업체인 페로글로브와 야금용 실리콘 공급 계약을 체결했다.
야금용 실리콘은 전 세계 흑연 공급망을 쥐고 있는 중국을 벗어날 수 있는 지정학적 파급 효과도 있다.
벤치마크 미네랄 인텔리전스에 따르면 전 세계 흑연 음극 공급망의 4분의 3이 중국을 통과한다. 이로 인해 배터리 제조업체와 자동차 제조업체는 곤경에 처해 있다. 미국에서 전기차에 대한 세금 공제 혜택을 받으려면 인플레이션 감축법(IRA)에 따라 배터리 소재의 최소 비율을 미국산 또는 미국과 자유무역협정을 맺은 국가에서 조달해야 한다. 이 비율은 2028년에 90%까지 늘어날 예정이다.
실리콘은 훨씬 더 많은 에너지를 저장할 수 있기 때문에 동일한 용량의 배터리는 흑연에 비해 재료가 더 적게 들어간다.
코어쉘은 이를 감안해 미국이 수요를 충족하기에 충분한 금속 실리콘을 보유해야 한다고 추정했다. 또한 금속 실리콘은 흑연보다 가격이 저렴하기 때문에 중국산 흑연을 완전히 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
리튬-철-인산염(LFP) 음극과 결합된 실리콘 양극
코어쉘이 생산하는 첫 번째 제품은 리튬-철-인산염(LFP) 음극과 결합된 실리콘 양극이 될 예정이다. LFP 음극은 니켈-망간-코발트(NMC) 등 전기차에 사용되는 다른 화학 물질보다 저렴하고 안전하며, 중국 외 지역에서 쉽게 구할 수 있다.
이러한 이점에도 불구하고, 자동차 제조업체들은 NMC에 비해 에너지 밀도가 낮다는 점 때문에 LFP의 광범위한 적용을 망설여 왔다.
그러나 실리콘 음극과의 결합은 이러한 에너지 밀도의 차이를 해결할 것으로 보인다.
코어쉘은 실리콘 음극을 사용함으로써, 흑연 음극을 사용하는 기존의 NMC 배터리에 비해 LFP 배터리가 경쟁 우위를 가질 수 있다고 전망했다.
한편, 코어쉘은 기술을 확장하고 상용화해야 하는 과제가 있다. 이 과정은 쉽지 않으며, 초기 시장은 전기 자전거, 전기 스쿠터, 전기 듄 버기 같은 e-모빌리티 분야가 될 것으로 보인다.
이와 관련해, 코어쉘은 1960년대 상징적인 듄 버기를 제작한 마이어스 맨스(Meyers Manx)와 파트너십을 체결했다. 현재는 자체적으로 재료를 생산하고 있으나, 기술을 라이선스하고 공급업체와 더 긴밀히 협력하는 방안에도 열려 있다.
이 회사는 2025년까지 파트너사에 첫 번째 샘플(A-샘플)을 제공할 계획이다. 또한 10년 내에 자사의 기술이 전기차에 탑재되기를 기대하고 있다.
경쟁 업체인 실라(Sila)와 그룹 14(Group14)도 2025년까지 상업 생산을 목표로 하고 있다. 실리콘 음극 재료는 현재 비용이 더 높지만, 대량 생산과 축적된 경험을 통해 비용을 절감할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
자동차 제조업체들에게 이는 매력적인 옵션이 될 수 있다. 모든 배터리 혁신이 시장의 요구를 충족시키는 것은 아니지만, 리튬 이온 배터리 기술이 비용 효율적으로 계속 발전하려면, 다양한 접근 방식이 필요하다.
코어쉘의 기술이 성공적으로 입증된다면, 중국에 대한 의존도를 줄이면서도 비용 효율적인 배터리 개발로 나아가는 새로운 방향을 제시할 수 있다.
-
2024-03-16
-
-
일본제철, 바이든 美 대통령 반대에도 US스틸 인수 강행
-
-
일본제철은 15일(현지시간) 미국 US스틸 매수에 대해 '강한 결의 아래' 완료시킬 것이라고 밝혔다.
이날 로이터통신 등 외신들에 따르면 일본제철은 조 바이든 미국 대통령이 US스틸에 대해 미국 자본의 기업으로서 존속할 것을 요구하고 있는 가운데 물러서지 않을 것이라는 입장을 나타냈다.
일본제철은 성명에서 US스틸 인수는 US스틸 뿐만 아니라 노조와 미국 철강업계, 미국의 안전보장에 명확한 이익을 가져다줄 것이라고 지적했다. 투자확대와 선진기술의 제공을 통해 경쟁력 있는 제품과 서비스를 창출하고 미국의 우위성을 높일 것이라고 설명했다.
이같은 이익을 독자적으로 실현할 수 있는 다른 미국기업은 없으며 US스틸이 앞으로 몇세대에 걸쳐 미국의 상징적 기업으로서 계속 존속하기 위한 최적의 파트너라고 확신한다고 주장했다.
일본제철은 또한 전미철강노동조합(USW)에 대해 고용, 연금, 설비투자, 기술공유, 재무보고와 매수 성립후의 USW와의 노동협약에 관한 의무이행의 확보에 관한 중요한 약속사안을 제안하고 상호 합의가능한 해결를 위한 노력을 지속할 것이라고 밝혔다.
이에 앞서 바이든 대통령은 일본제철의 US스틸 매수에 대해서 "US스틸은 1세기 이상에 걸쳐 미국을 상장하는 철강회사였다. 미국의 철강회사로서 미국이 보유하고 경영을 이어가는 것이 매우 중요하다"라고 주장했다.
바이든 대통령은 "미국의 철강노동자를 원동력으로 하는 강력한 미국의 철강회사를 유지하는 것이 중요하다. 미국 철강노동자에게는 내가 지지하고 있다고 전했다. 이것이 나의 본심이다"라고 지적했다.
이번 인수계획의 실현에는 주주의 승인이 필요하지만 시장이 주목하고 있는 것은 대미외국투자위원회(CFIUS)에 의한 심사다. CFIUS에는 인수계획을 승인할지 국가안전보장상의 우려를 이유로 저지할 지 또는 수정을 요구할 권한을 갖고 있다. 또한 바이든 대통령에 판단을 위임할 가능성도 있다.
바이든 대통령의 성명이 이 심사에 어떤 영향을 미칠지는 분명치 않다. CFIUS를 산하에 두고 있는 미국 재무부는 이에 대한 질의에 즉답을 회피했다.
한편 일본제철은 이날 오후 성명의 내용을 일부 수정했다. 오전에는 '2026년 9월까지 일정 조건아래에서 인력감축과 공장폐쇄를 하지않는다'라고 한 부분을 '매수에 따른 인력감축과 공장폐쇄를 하지 않는다'로 변경했다. 일본제철측은 적절한 표현으로 수정했다고 설명했다.
-
2024-03-16
날짜선택