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2024-11-22 (금)

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도시바, 코발트 프리 5V급 리튬 이온 배터리 개발

도시바에서 코발트 사용을 배제한 코발트 프리 5V급 리튬이온 배터리를 개발했다. 리튬 이온 배터리는 휴대폰, 노트북 등의 다양한 전자기기의 저원으로 널리 사용되고 있다. 전기차에도 사용되면서 리튬 이온 배터리 시장은 꾸준하게 성장을 하고 있다. 최근에는 코발트 프리 배터리, 실리콘 음극 배터리, 고속 충전 배터리 등 새로운 기술이 개발되고 있다. 폴란드 매체 메디아24(M'edia24)에 따르면 도시바가 코발트 프리 5V(볼트)급 리튬 이온 배터리를 최근 개발했다. 이 배터리는 코발트와 니켈이 함유되지 않아 희귀 금속에 대한 의존도를 줄이고 비용을 절감할 수 있다. 또한, 5분 만에 80%까지 충전할 수 있는 고속 충전 성능을 갖추고 있다. 코발트는 고성능 배터리 제작에 필수적이지만 채굴 과정에서 환경적, 윤리적 문제가 발생할 수 있다. 코발트 프리 배터리는 이러한 문제를 해결하기 위해 개발됐다. 도시바에서 개발한 배터리는 5볼트급 고전압을 제공해 기존 배터리보다 더 높은 에너지 밀도와 효율성을 달성할 수 있다. 이는 장거리 주행이 필요한 전기차나 고성능을 요구하는 전자 기기에 유리하다. 도시바의 새로운 리튬 이온 배터리는 음극에 코발트가 없는 니켈 환원 물질을 사용한다. 기존의 리튬 이온 배터리에서 음극에 코발트가 사용되는 이유는 코발트가 음극을 안정화하고 전압을 높이는 역할을 하기 때문이다. 하지만 코발트는 희귀 금속이며 가격이 비싼 편이다. 도시바는 음극 표면에 전해액과 반응을 억제하는 기술과 부극 표면에서 용출 이온을 무해화하는 기술을 개발하여 일반적으로 사용되는 전해액에서 가스 발생을 억제했다. 이를 통해 코발트 없이도 안정적인 고전압 배터리를 만들 수 있었다. 도시바는 1.5Ah급의 라미네이트형 배터리 프로토타입을 제작하여 성능을 테스트한 결과 이 배터리는 3V 이상의 고전압, 5분간 80% 급속 충전 성능, 그리고 6000회 이상의 충전·방전을 반복해도 초기 상태에 비해 80% 이상의 용량을 유지하는 내구성을 입증했다. 도시바는 새로 개발된 리튬 이온 배터리를 2028년 실용화하는 것을 목표로 하고 있다. 전동 공구나 산업 기기 등 소형으로 고전압을 필요로 하는 용도부터 장차 자동차용 배터리까지 다양한 분야에 적용할 계획이다. 한국, 코발트 프리 배터리 개발 박차 한국에서도 코발트 프리 배터리 개발에 박차를 가하고 있다. 삼성SDI는 니켈·망간·코발트(NMC) 배터리에서 코발트 함량을 50%까지 낮춘 'NCM523' 배터리를 개발했다. 이 배터리는 기존 NMC 배터리 대비 코발트 사용량을 30% 줄일 수 있다. LG에너지솔루션은 코발트 함량을 10% 이하로 줄인 'NCM811' 배터리를 개발하고 있다. 이 배터리는 기존 NMC 배터리 대비 코발트 사용량을 90% 줄일 수 있다. SK이노베이션은 코발트 없이 니켈과 망간만을 사용한 'NMx' 배터리를 개발 중이다. 이 배터리는 코발트 사용량을 100% 없앨 수 있다. 이번 도시바의 코발트 프리 배터리 개발은 리튬 이온 배터리의 성능과 지속 가능성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다. 희귀 금속에 대한 의존도를 줄이고 고속 충전 성능을 향상시킴으로써 전기차 등 친환경 자동차의 보급을 촉진할 수 있을 것으로 보인다.
- 산업
2023-12-13
美 솔튼 해,리튬 매장 재조명⋯3억7천만대 EV 배터리 제조 가능

캘리포니아의 죽어가는 호수 솔튼 해(Solten Sea)가 리튬 매장지로 재조명되고 있다. 1905년 콜로라도 강의 홍수로 형성된 솔튼 해는 현재 세계에서 가장 큰 리튬 염수 매장지 중 하나로 손꼽힌다. 캘리포니아의 남부 사막에 위치한 이 호수는 환경과 경제에 새로운 기회를 제공할 수 있는 가능성을 안고 있다고 미국 매체 체인징 아메리카(Changing America)가 최근 보도했다. 미국 에너지부(U.S. Department of Energy)의 연구에 따르면, 리튬이 풍부하게 매장된 솔튼 해가 캘리포니아의 다음 '골드 러시' 지역으로 부상할 수 있다. 캘리포니아대학교 버클리 캠퍼스(University of California, Berkeley)의 분석가들은 이 호수에서 3억 7500만 대의 전기 자동차용 배터리를 만들 수 있는 리튬이 풍부하게 존재한다고 밝혔다. 리튬, 3400킬로톤 이상 생산 가능 연구팀은 솔튼 해의 암석에서 리튬 농도를 측정하고 향후 30년 동안의 리튬 생산량을 추정하는 컴퓨터 모델을 개발했다. 이 연구에 따르면, 이 지역은 기술 발전으로 인해 3400킬로톤 이상의 리튬을 생산할 수 있다. 미국 인구 조사국에 따르면 솔튼 해 인근 지역은 인구의 21%가 빈곤에 처해 있는데 리튬 채굴은 새로운 일자리 창출과 지역 경제 활성화를 가져올 수 있는 만큼, 빈곤 지역의 경제 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 지금까지 미국 정부는 바다에 존재하는 리튬의 양을 정확히 알 수 없었지만, 이번 연구를 통해 솔튼 해가 미국에 새로운 리튬 공급원으로 부상할 수 있음을 확인했다. 에너지 효율 및 재생 에너지 담당 제프 마루티안(Jeff Marootian) 수석 부차관은 "이 보고서는 국내 리튬 산업을 구축하면서 깨끗하고 유연한 전력 생산을 확대할 수 있는 기회를 제공한다"고 말했다. 솔튼 해의 리튬 개발은 미국의 전기 자동차 산업에 중요한 기회가 될 것으로 기대된다. 미국은 현재 전기 자동차 배터리에 필요한 리튬의 대부분을 중국에 의존하고 있다. 솔튼 해의 리튬 개발을 통해 미국은 리튬 수입 의존도를 줄이고 전기 자동차 산업의 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 전망된다. 환경문제 해결 선결 과제 그러나 솔튼 해는 현재 죽어가고 있다. 오랜 기간 동안 호수의 1/3이 물을 잃어왔고 앞으로도 계속 물이 줄어들 것으로 예상된다. 마른 호수 바닥은 짠 독성 물질로 덮여 있어, 인근 주민들에게 호흡기 문제를 일으키는 먼지로 변해가고 있다. 솔튼 해의 리튬을 본격적으로 개발하기 위해서는 먼저 환경적 문제를 해결해야 할 필요가 있다. 이 지역의 환경 문제 해결에는 정부와 기업, 지역 주민들이 협력이 필요하다. 정부는 환경 규제를 강화하고, 기업은 친환경 기술을 개발해야 한다. 지역 주민들도 환경 보호에 적극적으로 참여해야 한다. 리튬은 전기 자동차 산업의 발전에 필수적인 자원이다. 전기 자동차는 내연기관 자동차에 비해 배기가스를 배출하지 않기 때문에, 기후 변화 대응에 중요한 역할을 할 수 있다. 따라서 솔튼 해의 리튬을 지속 가능한 방식으로 개발하는 것은 전 세계적인 기후 변화 대응에도 기여할 수 있는 중요한 의미를 갖는다.
- IT/바이오
2023-12-12
전기차 K-배터리 3사, 글로벌 점유율 50% 돌파 임박

올해 1~10월까지 중국을 제외하고 판매된 글로벌 전기차(EV, PHEV, HEV)에 탑재된 배터리 총 사용량이 약 254.5GWh에 달하는 것으로 조사됐다. 이는 전년 동기 대비 무려 52.8% 성장한 것이다. 11일(현지시간) 에너지 전문 시장조사업체 SNE리서치에 따르면, LG에너지솔루션‧삼성SDI‧SK온 등 K-배터리 3사 모두 탑 5에 안착했다. 이 가운데 가장 큰 성장률을 보인 곳은 LG에너지솔루션이다. LG엔솔은 전년 동기 대비 47.0%(70.5GWh) 성장하며 1위를 유지했다. SK온은 14.2%(27.7GWh), 삼성SDI는 43.6%(25.0GWh) 성장률로 각각 4위와 5위를 기록했다. 중국의 CATL은 94.3%(70.3GWh)의 성장률로 고성장세를 지속하며 시장 점유율을 빠르게 확대하고 있는 상황이다. 국내 전기차 배터리 3사의 시장 점유율은 전년 동기 대비 5.4%포인트 하락한 48.4%를 기록했다. 그러나 배터리 사용량은 성장세를 나타냈다. SNE리서치는 "국내 3사의 성장세는 각 사의 배터리를 탑재한 모델들의 판매 호조가 주요인으로 작용했다"고 분석했다. LG엔솔‧SK온‧삼성SDI...점유율 50% 육박 삼성SDI의 배터리를 탑재하는 BMW i4/i7, 아우디 Q8 e-Tron이 판매량 증가세를 보였고, 그 외 상업용 전기차를 생산하는 리비안 R1T/R1S/EDV, 피아트500이 준수한 판매량을 기록하면서 성장세를 이어갔다. 특히, 프리미엄 전기차 배터리 시장을 공략한 삼성SDI는 고부가 배터리 P5(니켈 함량이 88% 이상)의 비중 확대로 안정적인 수요와 높은 수익성을 통해 최근 전기차 시장의 성장률 둔화 우려에 의한 업황에서 안정적인 실적을 유지할 것으로 보인다. SK온은 현대차의 아이오닉 5, 기아 EV6, 메르세데스 EQA/B, 포드 F-150 라이트닝의 견조한 판매량으로 인해 성장세를 기록했다. 최근 SK온은 시장에서 수요가 높은 각형, LFP(리튬‧인산‧철) 배터리 개발을 상당 수준 완료한 것으로 알려져 추후 북미 지역을 중심으로 시장 점유율을 확대할 것으로 전망된다. LG에너지솔루션은 테슬라 모델 3/Y, 폭스바겐 ID. 시리즈, 포드 머스탱 마하-E(Mach-E) 등 유럽과 북미에서 높은 인기를 보이는 차량들의 판매 호조가 이어져 국내 3사 중 가장 높은 성장률을 기록했다. 테슬라, 포드, GM 등의 완성차 OEM들이 LFP 배터리 탑재 비중을 확대하고 있고 전기차 수요 둔화 우려에 따라 불확실성이 높은 상황이지만, GM의 블레이저 전기자동차(EV)와 같은 얼티엄 플랫폼이 적용된 신모델의 출시가 잇따라 예정된 가운데 향후 합작법인인 얼티엄셀즈의 배터리 사용량 확대로 불확실성을 해소할 것으로 분석된다. 파나소닉, 테슬라 모델 Y가 견인 일본의 파나소닉은 올해 배터리 사용량 37.1GWh를 기록하며 전년 동기 대비 31.7% 성장했다. 파나소닉은 테슬라의 주 배터리 공급사 중 하나로 북미 시장의 테슬라에 탑재된 배터리 사용량이 대부분을 차지했다. 테슬라 모델 3은 부분변경 모델이 본격적인 판매를 앞두고 있어 잠시 판매량이 주춤했으나, 전년 동기 대비 판매량 증가를 보인 테슬라 모델 Y가 파나소닉의 성장세를 견인했다. CATL을 비롯한 몇몇 중국 업체들은 중국 내수 시장에서의 성장률보다 非중국 시장에서 높은 성장률을 보이며 글로벌 시장 점유율을 빠르게 확대하고 있다. CATL의 배터리는 테슬라 모델 3/Y(중국산 유럽, 북미, 아시아 수출 물량)를 비롯해 BMW, MG, 메르세데스, 볼보 등 메이저 완성차 OEM 차량에 탑재되고 있다. 최근 현대의 신형 코나와 기아 레이 전기차 모델에도 CATL의 배터리가 장착되어 국내 시장 또한 중국 업체의 영향력이 점차 확대되고 있는 모습이다. 최근 전세계 전기차 시장 성장 둔화 우려가 수면위로 떠오르면서 전기차 배터리 시장의 수요 하락에 대한 우려 또한 심화되고 있다. 시장 성장 둔화 요인으로 전세계 경기 불황과 고금리 현상 지속, 얼리어답터의 초기 구매 수요 완결, 주요 국가의 보조금 축소 및 폐지가 주요 원인으로 꼽힌다. 하지만 이와 같은 일시적인 성장 둔화 요인은 리튬과 같은 광물 가격 하락에 의해 배터리 가격 및 전기차 가격이 안정되며 순차적으로 해소될 전망이다.
- 산업
2023-12-12
포스코, 양자컴퓨터 활용해 전기차 배터리 신소재 개발 박차

포스코 홀딩스가 양자 컴퓨터를 활용해 전기차 배터리 신소재 개발에 박차를 가하고 있다. 머글헤드 매거진은 한국 기업인 포스코 홀딩스(POSCO Holdings)는 7일(현지시간) 양자 컴퓨터 회사 큐씨웨어 코퍼레이션(QC Ware Corp.)과 파트너십을 맺어 배터리 소재를 시뮬레이션하는 새로운 기술 개발을 발표했다고 이날 보도했다. 전기자동차(EV) 배터리 수요가 급증함에 따라, 기업들은 더 오래 지속되고 충전 시간이 짧은 배터리용 지속가능한 소재를 확보하기 위한 혁신적인 방법을 모색하고 있다. 새로운 배터리 설계는 테스트가 필요하며, 이는 시간과 비용이 많이 든다. 에너지 전환 경쟁에서 양자 컴퓨터는 이 과정을 가속화하고 일부 기업을 앞서가게 하는 도구가 될 수 있다. 컴퓨터는 이미 배터리 설계자가 실행 가능한 소재를 시뮬레이션하는 데 사용되고 있지만, 양자 컴퓨터는 이러한 제한을 없애고 비용을 절약하며 따라서 배터리 설계 프로세스를 가속화할 수 있다. 포스코와 QC웨어는 한국 정부의 보조금을 활용하여 리튬 배터리용 실용적인 고체 전해질을 시뮬레이션할 예정이다. 이후 양자 컴퓨팅 방법과 이미 사용 중인 최고의 방법을 비교하여 새로운 벤치마크를 설정할 계획이다. 과학기술부 산하 한국연구재단(NRF)이 이 연구를 지원하며, 포스코의 AI R&D 연구소가 이 협력을 주도한다. QC웨어의 양자 화학 부문 수석 부사장인 로버트 패리시(Robert Parrish)는 "세계가 다양하고 유연한 에너지 솔루션으로 나아감에 따라 미래의 지속 가능한 에너지 그리드에 통합될 더욱 성능이 뛰어난 배터리를 개발하는 것이 중요하다"고 강조했다. 패리시 수석 부사장은 이어 "계산 시뮬레이션은 새로운 재료 설계에서 점차 중요한 역할을 하고 있으며, 포스코 홀딩스와의 이번 협업은 QC웨어의 사명인 실제 사용 사례에 영향을 미치는 양자 컴퓨터를 위한 양자 알고리즘 개발에 필수적이다"라고 말했다. 양자 컴퓨터란 무엇인가? 양자 컴퓨터는 양자 물리학의 규칙을 사용하여 일반 컴퓨터가 할 수 없는 방식으로 정보를 처리하는 초강력 계산기다. 일반 컴퓨터를 필요한 정보를 찾기 위해 한 번에 한 권의 책을 살펴보는 똑똑한 사서에 비유한다면, 양자 컴퓨터는 동시에 많은 책을 살펴보며 훨씬 빠르게 답을 찾을 수 있다. 양자 컴퓨터는 '양자 비트(quantum bits)' 또는 '큐비트(qubits)'를 사용해 동시에 여러 상태에 있을 수 있기 때문이다. 마치 동시에 여러 페이지가 열리는 마법의 책을 가지고 있는 것과 같다. 이러한 다중 가능성을 동시에 탐색하는 능력은 양자 컴퓨터가 코드를 해독하거나 퍼즐을 푸는 등의 복잡한 문제를 현재 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 해결할 수 있게 한다. 양자 컴퓨터 단점은 무엇인가? 그러나 양자 컴퓨터는 몇 가지 도전 과제를 안고 있다. 우선, 양자 컴퓨터는 매우 민감하여 온도 변화나 다른 간섭 요소에 쉽게 영향을 받아 안정적으로 유지하기가 어렵다. 양자 컴퓨터를 사용하는 것은 빌딩 블록의 탑을 균형있게 쌓는 것과 같으며, 어떤 블록이라도 흔들리면 전체가 무너질 수 있다. 또한 양자 컴퓨터는 오류를 발생시킬 수 있으며, 양자 연구자들은 이러한 오류를 수정하는 방법을 찾기 위해 노력하고 있다. 또 다른 문제는 양자 컴퓨터가 매우 낮은 온도에서만 작동해야 한다는 점이다. 이는 마치 냉동고에서만 작동하는 컴퓨터와 같다. 게다가 현재 양자 컴퓨터는 일부 문제에는 유용하지만 모든 문제를 해결할 수 있는 것은 아니므로 연구자들은 양자 컴퓨터가 가장 유용할 수 있는 분야를 계속 연구하고 있다. 양자 컴퓨터는 엄청난 에너지를 소비한다. 세계에서 가장 빠른 컴퓨터인 '프론티어(Frontier)'는 대기 상태에서 8메가와트(MW)의 전력을 소비하는데, 이는 수천 가구에 전력을 공급할 수 있는 수준이다. 대규모 언어 모델을 한 번 훈련시키는 것은 뉴욕에서 샌프란시스코까지 비행하는 것과 같은 양의 탄소 배출을 생성한다. 양자 및 고전 컴퓨팅 소프트웨어 분야의 선도 기업인 QC 웨어는 기계 학습과 화학 시뮬레이션을 전문으로 한다. 이 회사는 정보 처리 방식을 혁신할 양자 컴퓨팅 솔루션 개발에 적극적으로 기여하고 있다. 포스코, 전기차 배터리 선두 주자 지난해 포스코는 충전식 배터리 프로젝트에 200억 달러를 투자하는 계획을 발표했다. 이 계획에는 배터리 재료 회사의 지분 인수, 광물 광산 및 관련 시설에 대한 투자가 포함되어 있다. 이를 통해 포스코는 이를 통해 자체적인 배터리 금속 공급망을 구축하고 중국 회사에 대한 의존도를 줄이려는 목표다. 아울러 포스코는 최근 아르헨티나의 염수 자원에서 이차 배터리 재료를 생산하는 한국 최초의 리튬 수산화물 공장을 가동하기 시작했다. 4억 4500만 달러를 투자한 이 공장은 연간 2만 5000톤의 리튬 수산화물을 생산할 계획이다. 이는 60만 개의 전기차 배터리를 제조할 수 있는 양이다. 2018년에는 아르헨티나의 옴브레 무에르토 염호를 인수하여 리튬 자원을 확보했으며, 현재는 용액에서 리튬 생산의 초기 단계에 착수하고 있다. 회사는 2028년까지 아르헨티나에서의 리튬 사업을 최대 10만 톤까지 확장할 계획이다. 한편, 포스코는 율촌산업단지에서 리튬 광석 공장을 건설 중이다. 포스코그룹은 지난 11월 29일 전남 율촌산업단지에서 포스코필바라리튬 솔루션의 수산화 리튬 공장과 포스코 광양제철소 내 고효율 무방향성 전기강판(Hyper NO·하이퍼엔오) 공장을 준공했다고 밝혔다. 이 공장은 광석리튬에서 수산화리튬을 뽑아내는 상업 생산공장이다. 이날 준공한 수산화리튬공장은 연산 2만1500톤(t)규모로 포스코그룹은 같은 규모의 제2공장을 오는 2024년 준공할 계획이다. 수산화리튬 4만3000톤은 전기차 약 100만 대를 생산할 수 있는 규모다.
- 산업
2023-12-08
중국 CATL, 전세계 배터리 시장 35% 점유⋯1년 만에 51.1% 급성장

전 세계 전기차 시장 성장 둔화 우려에도 불구하고 글로벌 배터리 사용량이 증가한 것으로 나타났다. 특히, 중국 CATL은 광저우 자동차, 테슬라 등의 판매 성장에 힘입어 전세계 점유율 35% 이상을 차지했다. 에너지 전문 시장조사업체 SNE리서치에 따르면, 올해 1~10월 세계 각국에 등록된 전기차(EV, PHEV, HEV)에 탑재된 총 배터리 사용량은 약 552.2GWh로 전년 동기 대비 44.0% 성장했다. 눈에 띄는 부분은 중국의 CATL의 성장률이다. CATL은 전년 동기 대비 51.1%(203.8GWh) 성장률로 전세계 배터리 공급사 중 유일하게 35.0% 이상의 시장 점유율을 차지하며 글로벌 1위 자리를 유지했다. 특히, 중국 내수 시장을 넘어 해외 진출에 본격적으로 뛰어든 CATL은 테슬라를 시작으로 완성차 OEM들의 LFP 배터리 채택 비중 확대에 힘입어 중국을 제외한 모든 대륙에서 전년 동기 대비 2배 가까이 성장했다. CATL의 배터리는 광저우자동차가 지난 10월 출시한 소형 SUV 에이온Y(Aion Y), 지리자동차 지크르 001(ZEEKR 001)과 같은 중국 내수 시장의 주력 승용 전기차 모델들 외에도 테슬라 모델3/Y(Model 3/Y), BMW iX, 메르세데스 EQS(Mercedes EQS) 등과 같이 전세계 주요 완성차 OEM의 차량에도 탑재되고 있어 꾸준히 높은 성장세를 나타낼 전망이라고 SNE리서치는 설명했다. 국내 3사 배터리 업체는 같은 기간 모두 성장세를 보였다. 반면 점유율은 23.4%로 전년 동기 대비 1.1%포인트 하락했다. LG에너지솔루션은 전년 동기 대비 47.2%(76.1GWh) 성장하며, 3위를 기록, SK온은 13.8%(27.9GWh), 삼성SDI는 42.1%(25.1GWh) 성장률과 함께 각각 5위와 7위를 기록했다. 국내 3사의 성장세를 각 사의 배터리를 탑재한 모델들의 판매 호조로 분석된다. 삼성SDI의 배터리를 탑재하는 BMW i4/i7, 아우디 Q8 e-Tron이 판매량 증가세를 나타냈고, 그 외 리비안 R1T/R1S/EDV, 피아트500(FIAT 500)이 준수한 판매량을 기록하면서 성장세를 이어갔다. 프리미엄 전기차 배터리 시장을 공략한 삼성SDI는 고부가 배터리 P5의 비중 확대로 안정적인 수요와 높은 수익성을 통해 최근 전기차 시장의 성장률 둔화 우려에 의한 업황에서 안정적인 실적을 유지할 것으로 보인다. SK온은 현대차의 아이오닉 5, 기아 EV6, Mercedes EQA/B, 포드 F-150 라이트닝의 견조한 판매량으로 인해 성장세를 기록했다. 최근 시장에서 수요가 높은 각형, 리튬‧인산‧철(LFP) 배터리 개발을 상당 수준 완료한 것으로 알려져 추후 북미 지역을 중심으로 시장 점유율을 확대할 것으로 전망된다. LG에너지솔루션은 테슬라 모델 3/Y, 폭스바겐 ID. 시리즈, 포드 머스탱 마하-E(Mustang Mach-E) 등 유럽과 북미에서 높은 인기를 보이는 차량들의 판매 호조가 이어져 국내 3사 중 가장 높은 성장률을 기록했다. 테슬라, 포드, GM 등의 완성차 OEM들이 LFP 배터리 탑재 비중을 확대하고 있고 전기차 수요 둔화 우려에 따라 불확실성이 높은 상황이지만, GM의 블레이저 전기자동차(EV)와 같은 얼티엄 플랫폼이 적용된 신모델의 출시가 잇따라 예정된 가운데 향후 합작법인인 얼티엄셀즈의 배터리 사용량 확대로 불확실성을 해소할 것으로 보인다. 일본 기업중 파나소닉은 유일하게 톱 10에 이름을 올렸다. 올해 배터리 사용량 37.3GWh를 기록하며 전년 동기 대비 30.8% 성장했다. 파나소닉은 테슬라의 주 배터리 공급사 중 하나로 북미 시장의 테슬라에 탑재된 배터리 사용량이 대부분을 차지했다. 비야디(BYD)는 배터리 자체 공급 및 차량 제조 등 수직 통합적 공급망(SCM) 구축을 통한 가격 경쟁력 우위로 중국 내수 시장에서 높은 인기를 통해 중국 시장에서 전년 동기 대비 66.5%(87.5GWh)의 높은 성장률을 보였다. SNE리서치는 "최근 전세계 전기차 시장 성장 둔화 우려에 따라 전기차 배터리 시장의 불확실성이 높아졌다"면서 "전세계 전기차 침투율이 15%를 넘어서면서 얼리어답터의 초기 구매 수요 완결로 전기차 시장은 캐즘(Chasm, 혁신적인 신제품이 개발되어 출시된 다음, 초기 시장과 주류 시장 사이에서 일시적으로 수요가 정체되거나 후퇴되어 단절이 일어나는 현상) 존에 진입했으며 팬데믹 시기에 공급부족으로 이연된 대기수요 또한 공급 정상화로 소진된 점은 시장 성장 둔화의 요인 중 하나로 분석된다"고 말했다.
- 산업
2023-12-07
전기차 배터리 니켈 기반 음극, 충전 수명 연장 길 열렸다

전기자동차(EV) 배터리의 수명을 연장하고 안전한 배터리를 만들 수 있는 새로운 기준이 제시됐다. 현재 전기차 배터리 시장에서 리튬이온 배터리가 가장 널리 사용되고 있지만, 화재 위험과 비싼 비용 문제로 어려움을 겪고 있는 상황이다. 최근 이 분야의 연구가 진전을 보이고 있다. 야후 뉴스에 따르면, 텍사스 대학교(UT) 오스틴캠퍼스 연구팀은 전기자동차용 배터리에서 사용되는 니켈 기반 음극의 균열 원인을 확인했다고 보도했다. 이 발견은 배터리의 충전 수명을 연장하고 더 안전한 배터리를 제작하는 데 중요한 발전으로 평가된다. 니켈 기반 음극은 배터리의 주요 부품 중 하나로, 사이언스다이렉트(ScienceDirect)에 따르면, 사이클 수명에 대한 의문이 있지만 높은 용량과 밀도를 제공하는 것으로 알려져 있다. 전기자동차 배터리의 수명을 단축시키는 음극 균열 문제는 오랜 기간 사용으로 인한 마모로 인해 발생하는 것으로 여겨져 왔다. 이 문제는 대부분의 업계 전문가들에 의해 '필연적'인 현상으로 인식되어 왔다. 그러나 UT 연구팀은 이러한 균열이 전해질과 음극 사이의 반응과 더 밀접한 관련이 있다는 새로운 발견을 했다. 이 발견은 파워 팩의 유용성을 확장하고, 더 나은 화학적 구성을 가진 배터리를 개발하는 데 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 보인다. 연구팀의 책임자 아루무감 만티람(Arumugam Manthiram)은 "이 분야의 전반적인 이해에 오류가 있었으며, 우리는 이러한 오해를 바로잡고 전해질에 더 많은 주목을 기울여야 함을 보여주고 싶다"고 말했다. 이러한 연구 결과는 배터리의 안전성을 향상시키고, 이미 성장하고 있는 전기자동차 부문의 확장에 기여할 수 있는 새로운 검사 방법과 업계 노력의 일부로서 중요한 의미를 가진다. 리튬 이온 배터리에서 충전 및 방전 과정 중에 리튬 이온은 양극과 음극 사이를 오가며 이동한다. 미국 에너지부에 따르면, 이 이온들은 전해질이라고 불리는 용액(액체 또는 고체 형태일 수 있음)을 통해 이동한다. UT 연구팀이 최근에 발견한 문제의 핵심은 바로 이 전해질과 관련된 것이다. 연구팀 책임자 아루무감 만티람은 실험실 보고서에서 "전해질이 음극 표면과 반응하여 균열 형성을 증가시킨다는 사실을 발견했다"고 밝혔다. UT 팀은 배터리 작동 중에 가역적인 균열이 발생한다고 보고했는데, 이 보고서에 따르면 전해질은 이러한 균열로 침투하여 음극에서 산소를 제거하고 균열을 고정시킨다. 배터리 전문가들은 리튬 이온 배터리에서 발생하는 문제를 이해하기 쉽게 설명하기 위해 이 과정을 강둑이 침식되는 강에 비유했다. 이들의 견해에 따르면, 전해질이 음극 표면에 미치는 영향이 배터리 열화의 주요 원인으로 지목되고 있다. 이번 발견을 통해, 연구팀은 이제 더 많은 배터리 전문가들이 균열 문제 해결을 위해 전해질과 음극 간의 상호작용에 초점을 맞추기를 기대하고 있다. 실제로, 새로운 양극재를 개발하는 것보다 기존 양극재의 문제를 해결하는 것이 더 효과적일 수 있다는 의견이 제시됐다. 또한, 전 세계의 연구소에서는 최적의 배터리 성능을 달성하기 위해 다양한 금속 혼합을 탐구하고 있다. 이러한 연구에는 철이나 공기와 같은 일반적인 요소들도 포함되어 있으며, 이는 전기자동차 배터리의 성능과 안정성 향상을 위한 중요한 연구 분야로 자리잡고 있다. UT 연구원인 스티븐 리(Steven Lee)는 전해질 사용의 개선이 배터리 수명 연장에 중요한 역할을 할 수 있다고 강조했다. 리는 "상업적인 측면에서 보면, 입증되지 않은 이국적인 구조 수정 방법에 의존하는 것보다 더 나은 전해질을 사용하는 것이 훨씬 더 확장성이 뛰어나다"고 밝혔다. 그는 이어 "우리의 접근법은 배터리 수명을 연장하기 위한 더 쉬운 해법을 제공할 수 있는 새로운 관점으로 배터리 커뮤니티를 교육하는 것"이라고 덧붙였다. 한편, 전문가들은 전기차 사용의 증가와 함께 배터리 안정성이 중요한 경쟁 요소가 될 것으로 전망하고 있다. 이에 따라, 한국은 2023년 9월 여의도 전경련회관 콘퍼런스센터에서 전기차 및 에너지저장시스템(ESS) 화재의 원인 분석과 예방, 진압에 관한 기술 세미나를 개최했다. 전기차 화재의 주요 원인으로는 노화에 따른 성능 저하, 주행 중 배터리의 충격 및 손상 등이 꼽힌다. 대부분의 전기차 화재는 충전 완료 후 2시간에서 5시간 사이에 발생하는데, 특히 셀 간 전압 차를 조정하는 셀밸런싱 과정에서 문제가 발생할 가능성이 높다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전기차 충전 기술 기업 차지인의 최영석 대표는 "전기차를 장기간 사용할 경우 화재 발생 위험이 있으므로 노화되고 손상된 배터리를 식별하는 기술이 필요하다"고 강조했다.
- 산업
2023-11-25
정부, 내년도 관세인하 품목 76개로 줄여

정부가 산업경쟁력을 강화하고 물가 부담을 낮추기 위해 내년 76개 품목에 대해 낮은 관세를 적용한다. 기획재정부는 오는 29일까지 내년도 정기 탄력관세 세부 운용계획을 담은 '2024년 탄력관세 운용계획'을 입법 예고한다고 22일 밝혔다. 이에 따라 내년에는 76개 품목에 대해 할당관세를 적용한다. 다만 내년 할당관세 품목은 올해 101개에서 대폭 줄었다. 지난해(90개), 2021년(92개), 2020년(79개) 등 최근 들어 가장 적은 품목이다. 기재부 관계자는 "가격이 안정됐거나 자유무역협정(FTA)을 활용할 수 있는 품목은 이번 할당관세 품목에서 제외했다"고 설명했다. 할당관세란 일정 물량의 수입품 관세율을 40%포인트(p) 범위에서 낮춰주는 제도를 의미한다. 할당관세가 적용되면 그만큼 관세 부담이 낮아져서 수입품 가격도 내려가는 효과가 있다. 분야별로 보면 산업경쟁력 강화 차원에서 석영유리기판(반도체)·리튬니켈코발트망간산화물(이차전지) 등 신성장 산업의 소재·원료, 알루미늄 합금(자동차)·니켈괴(철강) 등 전통 주력산업의 원재료, 분산성염료(섬유)·사료용 옥수수(사료) 등 취약 산업 관련 품목에 대해 연중 0% 할당관세를 지원한다. 또 물가안정을 위해 옥수수·식품용 감자변성전분·커피 등도 할당관세가 적용된다. 조제 땅콩·닭고기·계란 가공품 등은 이번 할당관세 품목에 새롭게 포함됐다. 조제 땅콩(1만 톤)과 계란 가공품(5000 톤)은 상반기까지, 닭고기(3만t)는 1분기까지다. 국제유가 변동 등으로 수급 불안이 우려되는 액화석유가스(LPG)와 액화천연가스(LNG)와 원유 등 유류 관련 품목들은 내년 상반기 중 지원 규모만 우선 결정하고 하반기 지원 연장 여부는 내년 상반기에 다시 검토할 예정이다. 고추장, 활돔 등 13개 품목에 대해서는 올해와 동일한 수준의 조정관세를 적용한다. 조정관세는 특정 물품의 수입 증가로 국내 시장이 교란되거나 산업기반이 붕괴될 우려가 있는 경우 기본 관세율을 높게 적용하는 제도다. 시장접근물량(TRQ) 증량은 참깨, 대두 등 13개 품목을 지원하되 올해보다 증량 규모가 다소 증가할 예정이다. 올해 시장접근물량 증량으로 지원했던 조제 땅콩의 경우 최근 가격이 급등해 내년에는 할당관세로 지원을 확대할 예정인 만큼 시장접근물량 증량 대상에서는 제외된다. 시장접근물량으로 지정되면 저율 관세를 적용받을 수 있다. 농림축산물 특별긴급관세는 올해와 같은 품목에 대해 운용된다. 다만 최근 시장 규모 확대 추이를 반영해 미곡류 물량 기준만 46만4422 톤에서 65만4995 톤으로 상향 조정된다. 특별긴급관세는 수입이 자유화된 농산물에 대해 수입량이 급증하거나 수입 가격이 하락해 일정 기준을 충족하면 추가로 부과하는 관세다. 이번 할당관세 운용계획은 관계부처 및 이해관계자 수요를 바탕으로 사전협의 및 관세심의위원회 심의 등을 통해 마련됐으며 입법 예고 이후 관련 절차를 거쳐 내년 1월부터 시행될 예정이다.
- 경제
2023-11-22
도쿄대, 저렴하고 안정적인 나트륨 이온 배터리 음극 재료 개발

도쿄 이과대학 연구팀이 현재 주류인 리튬 이온 배터리보다 저렴하고 안정적인 고성능 나트륨 이온 배터리 음극 재료를 개발해 상용화에 한 걸음 다가섰다고 피씨 워치(PC WATCH)가 최근 보도했다. 이번에 개발된 새로운 음극 재료는 아연산화물(ZnO) 주형 하드 카본(HC-Zn)으로, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용하지 않아 리튬 이온 배터리의 대안으로 기대된다. 리튬 이온 배터리는 휴대폰, 노트북, 전기차 등에 사용되는 가장 일반적인 배터리다. 리튬 이온을 저장하는 음극과 리튬 이온을 이동시키는 전해질로 구성된다. 리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 수명으로 인해 널리 사용되고 있지만, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용한다는 단점이 있다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리의 대안으로 개발되고 있는 배터리다. 나트륨 이온을 저장하는 음극과 나트륨 이온을 이동시키는 전해질로 구성된다. 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리와 유사한 성능을 가지고 있지만, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용하지 않아 저렴한 비용으로 생산할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 마그네슘, 아연, 칼슘의 글루코니움 염산을 출발 원료로 하여 기존과 동일한 주형법으로 각 하드 카본을 합성했다. 다양한 평가를 실시한 결과, HC-Zn이 가장 우수한 전극 성능을 나타냈다고 한다. 또한 글루코늄산 아연과 아세트산 아연의 비율이 75:25인 것을 음극 재료로 사용한 나트륨 이온 배터리를 제작하고 배터리 성능을 평가한 결과, 에너지 밀도는 312Wh/kg에 이르렀다. 이는 현재 널리 사용되고 있는 리튬 이온 배터리와 비교하여 동등한 수준이다. 이번 연구로 개발된 HC-Zn 음극 재료는 기존의 그래핀 음극 재료보다 저렴하고 안정적이며, 에너지 밀도도 동등한 수준으로 나타났다. 이는 휴대폰, 노트북, 전기차 등 다양한 전자기기의 배터리 대용량화를 가능하게 할 것으로 기대된다. 또한, 리튬이나 코발트와 같은 고가의 원소를 사용하지 않아 환경 친화적인 배터리의 개발에도 기여할 것으로 전망된다.
- 생활경제
2023-11-20
앵커, 전기차 충전 가능한 휴대용 전원 공급 장치 출시

글로벌 충전기 전문 기업 앵커(Anker)는 12월에 출시 예정인 전기 자동차에도 전원을 공급할 수 있는 고출력 및 대용량 휴대용 전원 공급기인 '앵커 솔릭스 에프3800 포터블 파워 스테이션(Anker Solix F3800 Portable Power Station)'을 발표했다고 일본 매체 카덴워치 임프레스가 최근 보도했다. 이 제품은 앵커의 태양광 에너지를 기반으로 하는 지속 가능한 미래를 추구하는 '앵커 솔릭스 시리즈'의 최고급 모델로, 앵커 역사상 최대 용량과 최고 출력을 자랑한다. 내장 배터리 용량은 3840Wh이며, 내장 배터리는 망간산철 리튬 이온 배터리로 수명과 안정성이 특징이다. 배터리의 충전과 방전 주기는 3000회 이상이다. 총 최대 출력은 5000W이며, 200V의 교류 출력도 가능하여 인덕션 히터 등을 사용할 수 있다. 별도로 판매되는 확장 배터리를 최대 6개 연결하여 총 2만6880Wh라는 초대용량 축전지로 확장 가능하다. 전기 자동차에 전원을 공급하면, 평균 전력량을 6km/kWh(키로와트시)로 가정했을 때, 약 1시간 동안 약 23km 분의 전력을 공급할 수 있다고 한다. 이 제품은 앵커 역사상 최대 용량과 최고 출력을 자랑하며, 용량을 확장할 수 있다는 점에서 주목된다. 또한, 본체 배터리를 80%까지 고속으로 충전할 수 있는 '하이퍼 플래쉬' 기능도 탑재되어 있다. 앵커 관계자는 "앵커 솔릭스 에프3800 포터블 파워 스테이션은 야외 활동, 캠핑, 정전 등 다양한 상황에서 유용하게 사용할 수 있는 제품"이라며 "앵커는 앞으로도 지속 가능한 미래를 위한 제품 개발에 앞장설 것"이라고 말했다. 이 제품은 11월 21일부터 예약을 받을 예정이며 가격은 69만9900엔(약 614만원)이다. 앵커 솔릭스 에프3800 포터블 파워 스테이션은 대용량과 고출력을 자랑하는 휴대용 전원 공급 장치로, 야외 활동, 캠핑, 정전 등 다양한 상황에서 유용하게 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 산업
2023-11-09
에코프로, 3분기 영업이익 69.3% 급감⋯광물 가격 하락 영향

에코프로(ECOPRO)가 2023년 3분기 영업이익이 광물 가격 하락 등의 영향으로 약 70% 급감했다. 에코프로는 7일 공지를 통해 연결 기준 3분기 영업이익이 650억원으로, 작년 동기 대비 69.3% 감소했다고 발표했다. 이차전지와 양극활물질, 전구체 등을 전문으로 생산하는 에코프로의 3분기 매출은 1조9038억원으로 작년 동기 대비 16.7% 증가했다. 전지재료 사업의 제품 판매량은 증가세를 유지했지만, 광물 가격의 하락과 최근 테슬라 등 전기자동차 시장 성장 둔화 등이 영업이익 감소에 영향을 미친 것으로 풀이된다. 이차전지는 충전이 가능한 배터리를 의미한다. 전기를 저장했다가 필요할 때 전기 에너지로 다시 변환하여 사용할 수 있는 장치다. 이차전지는 자동차, 휴대폰, 노트북, 전기자전거 등 다양한 전자기기에 널리 사용되고 있으며, 특히 최근에는 전기자동차와 재생에너지 저장 시스템에서 핵심적인 역할을 하고 있다. 이차전지의 대표적인 예로는 리튬이온 배터리, 니켈-카드뮴 배터리, 납산 배터리 등이 있다. 에코프로의 2023년 1∼3분기 누적 매출액은 5조9854억원, 영업이익은 4176억원으로 집계됐다. 에코프로비엠의 3분기 매출액은 1조 8033억원으로 작년 동기 대비 15.4% 증가했으나, 영업이익은 459억원으로 67.6% 감소했다. 전기차용 양극재의 판매량은 증가했지만, 광물 가격의 하락과 전방 산업의 수요 부진이 수익성 감소로 이어졌다. 에코프로에이치엔은 3분기에 매출 654억원, 영업이익 115억원으로 집계됐다. 미세먼지 저감 사업 중심의 영업활동 강화에 힘입어 매출은 7.9% 증가했지만, 영업이익은 11.8% 감소했다. 에코프로 관계자는 "광물 가격의 지속적인 하락으로 영업이익이 크게 줄었다"고 언급하며, "4분기에도 어려움이 이어질 것으로 예상되는 만큼, 원가 절감 등의 조치를 적극적으로 취하여 경영난을 극복하기 위한 노력을 강화할 계획이다"라고 밝혔다. 1998년 설립된 에코프로는 대기오염 제어와 관련된 친환경 핵심 소재와 부품 개발에 주력해왔다. 2003년부터는 수입 의존도가 높은 이차전지 핵심 소재들을 단계별로 국산화하는 데 성공했다. 2016년 5월 양극 소재 사업의 전문화를 위해 에코프로비엠을 물적 분할했다. 이어 2021년 5월에는 대기환경 사업의 전문화를 위해 에코프로에이치엔을 인적 분할하고, 회사를 지주회사로 전환했다.
- 산업
2023-11-07
포드, 켄터키 SK온 2공장 배터리 생산 연기

포드가 예상보다 낮은 전기차(EV) 수요를 이유로 일부 공장에서 전기차 배터리 생산을 연기한다. 포드는 지난 10월 말 3분기 실적 발표에서 예상보다 느린 전기차 채택을 이유로 켄터키주 하딘 카운티에 있는 블루오벌 SK온 공장 2곳 중 두 번째 공장에서 전기차 배터리 생산을 연기할 것이라고 밝혔다고 미국 매체 인사이드이브스(insideevs)가 보도했다. 이 매체는 두 시설의 공장 건설은 당초 계획대로 진행되겠지만 2025년에는 켄터키 1공장에서만 2025년 생산이 시작되고, 1년 후 가동될 예정이었던 두 번째 공장인 켄터키 2공장은 공사가 완료되면 유휴 상태가 된다고 전했다. 포드 대변인 T.R. 리드는 쿠리어 저널에 "우리를 포함한 모든 곳에서 전기차 판매가 증가하고 있다"라고 말했다. 그러면서도 그는 "채택 속도는 포드를 포함한 업계 사람들이 원래 예상했던 것보다 느리다"고 밝혔다. 미시간에 본사를 둔 포드는 기대만큼 많은 전기차를 판매하지 못했기 때문에 전기차와 배터리에 대한 투자 속도를 늦추고 있는 것. 이 소식은 포드의 모델 e 사업이 3분기에 전 분기의 11억 달러에서 13억 달러의 영업 손실을 기록한 후 나온 것으로, 이는 3분기에 판매한 2만962대의 전기차 1대당 약 3만 6000달러의 손실을 본 것으로 해석할 수 있다. 켄터키 주에 위치한 두 공장은 포드와 한국 배터리 제조업체 SK온이 합작 설립한 공장으로, 연간 생산량은 각각 43GWh(기가와트시) 또는 100kW(킬로와트시) 용량의 배터리 팩 약 43만 개를 생산할 수 있을 것으로 예상된다. 한편, 김경훈 SK온 최고재무책임자(CFO)는 3일 실적 발표에서 "포드와의 합작 공장(JV)에 대해, 2026년 가동 예정이었던 켄터키 제2공장은 전기차 배터리 생산 연기를 고려하고 있으나, 테네시와 켄터키 제1공장은 예정대로 2025년부터 양산을 시작할 계획이다. 또한 현대차와의 JV도 차질 없이 진행되고 있다"고 전했다. 그는 또한 "하이니켈에 비해 기술적으로 뒤처지는 미드니켈과 리튬인산철(LFP) 배터리 셀 등과 같은 다양한 기술을 개발하여 시장의 다변화하는 수요에 대응하고자 한다. 이미 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능한 향상된 LFP 셀 개발을 마쳤으며 현재는 고객사와의 공급 협상을 진행 중"이라고 덧붙였다. 앞서 포드는 지난 10월 초 미시간에 있는 35억 달러(약 4조7000억 원) 규모의 새로운 전기 자동차 배터리 공장 건설을 일시 중단했다. 포드가 지난 2월 발표한 계획에 따르면 2026년 이 공장이 생산에 들어가면 2500명을 고용할 예정이었다. 최근 몇 주 사이에 LG에너지솔루션을 비롯해 제너럴모터스(GM), 혼다 등 배터리와 자동차 제조사들은 고금리 등을 이유로 연이어 사업 확장 계획을 조정했다. 특히 GM은 전기차 수요 기대치를 낮추고 2024년 중반까지 북미에서 40만 대의 전기차를 생산한다는 목표를 포기하고 쉐보레 이쿼녹스 EV, 쉐보레 실버라도 EV RST, GMC 시에라 EV를 포함한 여러 전기차의 출시를 연기했다. EV 배터리용 리튬 가격 하락 한편, 전기차 수요 둔화 우려에 배터리용 리튬 가격이 하락하고 있다. 최근 전기차 회사의 배터리 생산 지연 소식이 이어지면서 리튬 공급 과잉 우려가 제기됐다. 3일 연합뉴스가 전한 로이터통신에 따르면, 원자재 시장조사업체인 벤치마크 미네랄 인텔리전스의 리튬 가격지수는 올해 1월 1186.12로 고점을 찍은 뒤 하락해, 지난달 중순 430.40으로 고점 대비 63.7% 떨어진 상태다. 로이터는 호주 리튬 광산업체 필바라 미네랄스는 자국 증시에서 공매도(숏) 1위 종목을 기록 중인데, 그만큼 투자자들이 리튬 수요를 부정적으로 보고 있다고 전했다. 리튬 생산업체뿐만 아니라 투자업체인 리튬 로열티의 주가는 올해 초 캐나다 증시 상장 이후 37% 이상 하락했다. 관련 상장지수펀드(ETF) 가격도 실적이 부진하다. 세계 최대 리튬 공급업체 앨버말은 지난 11월 1일 실적 발표에서 올해 순매출 증가율을 3개월 전의 40∼55%보다 낮은 수치인 30∼35%로 전망했다. 올해 순매출액 전망치는 95억∼98억 달러다. 하지만 리튬업체들은 최근의 시장 변동성을 단기적 요인으로 보고, 앞으로 계속 성장할 것이라는 입장을 보이고 있다. 앨버말의 에너지 저장 부문 책임자 에릭 노리스는 "현 상황은 도로의 굴곡일 뿐, 우리의 장기적 성장을 결정하는 요인은 결코 아니다"라며 일시적인 리튬 수요 감소라고 말했다.
- 산업
2023-11-03
리튬이온 배터리 대체제 개발…EV 시장 혁신 기대

리튬이온 배터리 대체제로 불이 붙거나 폭발하지 않는 솔리드 스테이트 배터리가 개발됐다고 야후가 TC(The Cool Down)를 인용 보도했다. 이 매체는 호주 알텍 배터리(Altech Batteries Ltd)와 독일 프라운호퍼 연구소(Fraunhofer Institute)가 리튬이온 배터리보다 안전하고, 저렴하며, 오래 지속되는 솔리드 스테이트 배터리(CERENERGY) 기술을 개발했다고 전했다. 이 배터리는 알루미늄, 니켈, 세라믹과 같은 저렴하고 풍부한 재료를 사용하여 제작되었으며, 리튬과 코발트와 같은 희소 자원을 사용하지 않는다. 또한, 액체 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리와 달리 화재나 폭발의 위험이 없다. CERENERGY 배터리는 현재 독일에서 파일럿 플랜트를 통해 상용화를 위한 테스트를 진행 중이며, 2024년부터 본격적인 생산이 시작될 예정이다. 리튬이온 배터리는 현재 전기차, 스마트폰, 노트북 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 리튬과 코발트와 같은 희소 자원을 사용해 비용이 높고 화재나 폭발 위험 등의 기술적 한계가 있다. CERENERGY 배터리는 이러한 한계를 극복한 획기적인 기술이다. 따라서 전기차(EV) 보급 확대와 배터리 산업의 지속 가능한 발전에 기여할 것으로 기대된다. 안전성·경제성·환경성 획기적 개선 CERENERGY 배터리는 기존 리튬 이온 배터리보다 안전성이 크게 개선됐다. 액체 전해질을 사용하는 리튬이온 배터리는 충전과 방전 과정에서 전해질이 과열되면 화재나 폭발이 발생할 수 있다. 반면, CERENERGY 배터리는 고체 전해질을 사용하기 때문에 이러한 위험이 없다. 또한, CERENERGY 배터리는 제조 비용이 40~50% 저렴할 것으로 예상된다. 이는 리튬과 코발트와 같은 희소 자원을 사용하지 않기 때문이다. 뿐만 아니라, CERENERGY 배터리는 기존 리튬이온 배터리 수명의 3배에 달하는 15년 이상 사용할 수 있을 것으로 예상된다. 한국 배터리 산업에도 기회 CERENERGY 배터리는 한국 배터리 산업에도 새로운 기회를 제공할 전망이다. 전 세계 리튬이온 배터리 시장의 약 20%를 점유하고 있는 한국은 배터리 제조의 선도 국가다. CERENERGY 배터리 기술이 상용화될 경우, 한국의 배터리 기업들은 해당 배터리의 생산을 위해 필요한 기술과 설비 투자를 확보하기 위해 노력할 것으로 예상된다. 이는 한국 배터리 산업의 경쟁력 강화로 이어질 수 있다. CERENERGY 배터리의 개발은 리튬이온 배터리의 고비용과 화재 위험 등 기술의 한계를 극복하고, 배터리 산업의 미래를 바꿀 것으로 기대된다.
- 산업
2023-11-03
산업장관, 칠레와 리튬 등 핵심광물 경협 강화

방문규 산업통상부장관이 윤석열 대통령의 특사로 칠레를 방문, 핵심 광물과 그린 수소 등 재생에너지 분야에서의 양국 경제협력 강화 방안을 논의했다고 산업부가 1일 전했다. 이번 방문은 10월 29일부터 11월 1일 4일간 이루어졌으며, 방 장관은 이 기간 동안 칠레와의 경제협력 확대 방안에 대해 깊이 있게 논의했다. 칠레는 2003년 한국과 최초로 자유무역협정(FTA)을 체결한 국가로, 중남미 진출의 거점 역할을 하고 있다. 특히, 칠레는 세계 1위의 리튬 매장량을 보유하고 있어, 핵심 광물 공급망과 그린수소 등 재생에너지 분야에서 주도적 역할을 하고 있다. 방 장관은 지난 10월31일 반 클라베렌 칠레 외교부 장관과 만나, 60년 이상 동안 쌓아온 양국 간의 두터운 우호 관계를 기반으로, 미래를 위한 새로운 협력 관계 구축을 제안하며 윤석열 대통령의 친서를 전달했다. 또 방 장관은 지난 10월 30일과 31일 간 파르도 에너지부 장관과 그라우 경제개발관광부 장관, 윌리엄스 광업부 장관 등을 연이어 만나 핵심 광물, 수소, 무역투자 등 다양한 분야에서 협력 강화 방안을 집중적으로 논의했다고 밝혔다. 방 장관은 이들과의 면담을 통해 양국 간 다양한 분야에서의 실질적인 협력 방안을 모색하였으며, 특히 윤석열 대통령이 지난 9월 유엔총회에서 제안한 '무탄소(CF) 연합' 참여에 대해 칠레 측의 적극적인 관심과 참여를 요청했다. 방 장관의 이번 방문에는 대한무역투자진흥공사(코트라)와 주요 대기업, 중소기업 등 총 39명의 경제사절단이 동행했다. 이들은 삼성전자, LG전자, 현대자동차, 포스코홀딩스, 롯데케미컬, SK어스온, HD현대 인프라코어, 고려아연, 이건산업 등 다양한 기업과 기관에서 온 대표로 구성됐다. 최근 방문한 칠레에서 경제사절단은 현지 기관과 총 2건의 업무협약(MOU)을 체결하며 다양한 비즈니스 기회를 모색했다. 먼저, 코트라는 지난 10월 30일 칠레투자청과 투자협력에 관한 MOU를 맺었으며, 이를 통해 양국 간 주요 프로젝트 정보 공유와 다양한 산업 분야에서의 비즈니스 기회 창출을 목표로 했다. 대한상공회의소와 칠레 산업협회는 '한·칠레 비즈니스 라운드 테이블' 행사를 공동으로 주최했다. 양국의 주요 경제인 약 60명이 이 자리에 모여 양국 간 업계의 포괄적이고 전략적인 협력 방안에 대해 논의하는 시간을 가졌다. 또, 한국수출입은행은 칠레의 국영 구리회사와 함께 금융협력에 관한 MOU를 맺어, 구리와 같은 핵심 광물의 안정적인 확보를 지원하는 방향의 금융 협력을 추진하기로 결정했다.
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2023-11-01
리튬이온 전지, 저온 합성법 리튬 세라믹 개발

리튬이온 배터리는 에너지 저장장치의 최정점에 서 있지만, 고비용과 화재 위험이 단점으로 지적된다. 특히 원자재 가격의 상승이 이어지면서, 보다 경제적이고 효율적인 리튬이온배터리의 연구개발이 가속화되고 있다. 과학기술·의학전문 매체 '사이언스엑스(Science X)'는 최근 화학 학술지 '앙게반테 케미(Angewandte Chemie)'에 게재된 고체 전해질 역할을 대신할 수 있는 경제적인 저온 합성법 리튬 세라믹 개발 소식을 전했다. 이 연구는 전기자동차의 배터리 개발에 있어서 큰 전환점이 될 것으로 보이며, 기존의 문제점들을 해결하는 데 일조할 것으로 보인다. 전기 자동차용 배터리 개발을 좌우하는 두 가지 요소는 차량 범위를 결정하는 '전력'과 '비용'으로, 이는 내연기관과의 경쟁에서 매우 중요하다. 미국 에너지부는 2030년까지 전기자동차의 배터리 생산 비용을 절감하고, 에너지 밀도를 높이는 것을 목표로 하고 있다. 이를 통해 내연기관 차량에서 전기 차량으로의 전환이 가속화될 것으로 전망되고 있다. 그러나 기존의 리튬이온 배터리만으로는 이 목표를 달성하기 어려울 것으로 보인다. 훨씬 더 작고, 더 가볍고, 강력하며 안전한 배터리를 제작하기 위한 새로운 접근 방식은 흑연 대신 금속 리튬을 사용한 양극 고체 셀을 사용하는 것이다. LLZO합성법 혁신 LLZO를 사용한 리튬이온 배터리 제조 과정에서는 일반적으로 이 물질을 1050°C 이상에서 음극과 함께 소결하여 급속한 리튬 전도성 입방 결정상을 형성하고, 전극에 강력하게 결합시켜야 한다. 그러나 600°C 이상의 고온 조건은 지속 가능한 저코발트 또는 무코발트 양극재의 안정성을 해치며, 생산비용과 에너지 소비 또한 상승시킨다. 이런 문제점을 해결하고자, 보다 경제적이며 지속 가능한 새로운 리튬이온 배터리 생산 방법의 필요성이 대두됐다. 이러한 배경 속에서 미국 케임브리지 MIT와 독일 뮌헨 TU의 연구팀이 새로운 합성 공정을 선보였다. 제니퍼 엘엠 루프(Jennifer LM Rupp) 박사가 이끄는 이 팀은 세라믹 전구체 화합물을 기반으로 하지 않는 새로운 방법을 개발했다. 이 공정은 LLZO를 형성하기 위해 순차적 분해 합성을 통해 직접 치밀화하는 액체 공정을 사용한다. 이를 통해 기존 방법보다 낮은 온도에서도 효율적으로 LLZO를 합성할 수 있게 되어, 생산 과정에서의 에너지 소비와 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 루프 박사와 그의 연구팀은 LLZO의 무정형 형태에서 결정질 형태(cLLZO)로의 다단계 상변환을 분석하기 위해 다양한 방법(라만 분광법, 동적 시차 주사 열량계 등)을 활용했다. 이를 통해 시간-온도-변환 다이어그램을 제작하며, 합성 경로의 조건을 최적화하는데 성공했다. 500도 이하에서 합성 성공 연구팀은 이러한 분석을 바탕으로 500°C라는 상대적으로 낮은 온도에서 10시간 동안 어닐링 과정을 거친 후, cLLZO를 조밀하고 견고한 필름 형태로 만드는 새로운 기술을 선보였다. 이 최적화된 합성 방법을 통해 미래의 배터리 설계에서는 코발트와 같은 사회 경제적으로 중요한 자원을 사용하지 않아도 되며, 지속 가능한 음극과 고체 LLZO 전해질을 통합할 수 있게 됐다. 연구팀은 최근의 연구 성과를 바탕으로 "전고체 배터리의 상용화가 한 걸음 더 가까워졌다"며 "앞으로의 연구를 통해 리튬 세라믹의 성능을 더욱 향상시키고, 다양한 종류의 전고체 배터리에 적용할 수 있을 것"이라고 밝혔다. 한편, 한국원자력연구원 창업기업 내일테크놀로지는 나노 신소재를 이용하여 리튬이온전지의 성능과 안정성을 향상시키는 새로운 기술을 선보였다. 질화붕소 나노튜브(BNNT)를 활용한 이 기술은, 900도 이상의 고온에서도 안정성을 유지하며, 화학적 반응성이 낮은 것이 특징이다. 내일테크놀로지의 이러한 기술은 배터리 제작 공정에 무리 없이 적용될 수 있으며, 배터리의 출력과 용량, 충전과 방전, 그리고 안전성 등 전반적인 성능 향상에 기여할 것으로 예상된다. 이로써, 배터리 관련 기술 분야에서의 혁신과 더불어 에너지 저장장치의 성능 향상이 기대된다.
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2023-11-01
중국, 1200km 장거리 양자 순간이동 실험 성공

중국 과학원이 약 1200km 떨어진 지역 간의 양자 순간이동 실험에 성공해, 보안 체계에 새로운 패러다임을 가져올 전망이다. 미국의 과학기술 전문 매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'는 중국 과학원이 양자 통신 위성 '묵자(墨子·Micius)'를 활용하여 1200km 이상되는 거리에서 양자 정보를 순간이동 시키는 데 성공했다고 최근 보도했다. 중국은 독자 개발한 세계 첫 양자위성 '묵자'호를 지난해 8월16일 오전 1시 40분 간쑤(甘肅)성 주취안(酒泉) 위성 발사 센터에서 창정(長征) 2-D 로켓에 탑재해 발사했다. 이 연구의 교신 저자인 치앙 슈(Qiang Zhou) 교수는 "고속 양자 순간이동을 실험실 밖에서 실현하기 위해서는 많은 어려움이 있다"며 "이번 실험 결과는 미래 양자 인터넷 발전을 위한 중요한 이정표가 될 것"이라고 말했다. 양자 순간이동 시스템에서의 주요 실험적 과제는 벨 상태 측정(BSM)을 실행하는 것이다. 양자 순간이동이 성공적으로 이루어지고 BSM의 효율성이 향상되려면, 광섬유를 통해 장거리로 전송된 후, 찰리가 앨리스와 밥의 광자를 구별하지 못하게 해야 한다. 과학자들은 해킹이나 도청이 불가능한 양자 암호통신인 정보를 한 곳에서 다른 곳으로 빛보다 빨리 옮기는 '원격전송'을 찰리와 앨리스, 밥으로 설명했다. 앨리스의 정보를 밥에게 주면 밥과 친한 찰리가 앨리스처럼 변한다. 결국 앨리스가 찰리를 거쳐 전송된다는 것. 엄격히 말하면 원격전송은 '양자 정보'만 전송하는 것이다. 연구팀은 광자의 경로 길이 차이와 편광의 신속한 안정화를 위한 효과적인 피드백 시스템을 성공적으로 개발했다. 또한 연구팀은 얽힌 광자 쌍을 생성하기 위해 섬유 피그테일 주기적 극화 리튬 니오베이트 도파관의 단일 조각을 사용했다. 이를 바탕으로, 순간이동 시스템에 사용될 500MHz의 반복률을 가진 고품질의 양자 얽힘 광원이 개발됐다. 양자 순간이동은 광자의 양자 얽힘 상태를 활용하여 양자정보를 한 위치에서 사라지게 하고 동시에 다른 위치에서 나타나게 하는 전송 방법이다. 이러한 양자광학 기반의 고속 양자 순간이동을 위해서는 많은 이벤트를 수집할 수 있는 강력한 광자 센서가 필요하다. 리싱 유(Lixing You) 교수가 이끄는 팀은, 포톤 기술회사(Photon Technology Co., LTD)와 협력하여 고성능 초전도 나노와이어 단일 광자 검출기를 실험에 활용했다. 효율이 뛰어나고 노이즈가 거의 없는 이 검출기의 장점을 활용하여 고효율 BSM과 양자 상태 분석을 구현한 것이다. 연구팀은 양자 상태 단층 촬영과 미끼 상태 방법을 함께 사용하여 순간이동 충실도를 계산했는데, 이는 고전적 한계(66.7%)를 훨씬 초과하여 고속 대도시 양자 순간이동이 달성됐음을 확인했다. 이번 'UESTC 제1위의 대도시 양자인터넷' 프로젝트는 앞으로 통합 양자 광원, 양자 중계기, 양자 정보 노드 등을 결합하여 '고속, 고충실도, 다중 사용자, 장거리'를 지원하는 양자 인터넷 인프라를 개발할 계획이다. 연구팀은 이렇게 개발된 인프라가 양자 인터넷의 실질적인 활용을 더욱 가속화하는 데 기여할 것이라고 예상하고 있다. 양자통신은 정보 보안의 새로운 패러다임을 제시하는 차세대 통신 방법으로 주목받고 있다. 전파를 사용하는 대신, 레이저를 통해 암호화된 광자를 전송한다. 광자, 즉 빛의 최소 단위는 조작되면 속성이 변경되어 중간에서 정보의 도청이나 간섭이 발생하면 암호 키가 손상되어 원본 내용을 복원할 수 없게 된다. 이러한 특성으로 인해 양자통신은 정보 보안이 중요한 금융, 군사 통신 등의 핵심 기술로 주목받고 있다. 지상에서의 양자통신은 광섬유를 통해 이루어진다. 우주에서는 광섬유 설치가 어렵기 때문에 과학자들은 양자 순간이동 기술에 주목하고 있다. 중국의 연구팀은 묵자호 위성을 이용하여 양자 순간이동의 최장 거리 기록을 갱신했다. 묵자호는 중국의 칭하이, 우루무치, 운남 성에 위치한 지상국들과 통신했다. 이번 실험에서는 약 1203km 떨어진 칭하이와 운남성 간의 양자통신에 성공했다.
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2023-10-31
에너지 저장·CO₂ 동시 포집하는 이중 목적 배터리 탄생

기후 변화 대응을 위해 에너지 저장과 CO₂ 포집이 동시에 가능한 이중 목적 배터리의 개발이 가속화되고 있다고 에너지 전문 매체 오일프라이스(OILPRICE)가 최근 보도했다. 영국 서리 대학교(University of Surrey) 연구진은 리튬-CO₂ 배터리용 촉매 개발을 가속화하는 새로운 시스템을 개발했다고 밝혔다. 이 시스템은 랩온어칩(lab-on-a-chip, '칩 속의 실험'이라는 의미) 기술을 기반으로 하며, 백금, 금, 은, 구리, 철, 니켈 등 다양한 재료를 빠르고 효율적으로 테스트할 수 있다. 리튬-CO₂ 배터리는 리튬과 이산화탄소를 결합하여 작동하는 새로운 유형의 배터리다. 에너지를 저장할 뿐만 아니라 CO₂를 포집할 수 있어 기후 변화 대응에 유망한 기술로 평가받고 있다. 이 연구는 '에너지·환경 과학(Energy & Environmental Science)' 저널에 게재됐다. 연구진이 새로운 시스템을 도입해 다양한 재료를 테스트한 결과, 철과 니켈이 가장 효과적인 촉매로 작용한다는 사실을 확인했다. 앞으로 이 시스템을 활용하여 리튬-CO₂ 배터리의 성능 향상과 상용화 연구에 집중할 예정이다. 이 연구를 주도한 카이 양(Kai Yang) 박사는 "우리는 여러 작업을 동시에 진행할 수 있는 혁신적인 랩온어칩 전기화학 테스트 플랫폼을 개발했고, 이 방법은 기존 방법에 비해 비용과 효율성 면에서 우수하며 조작도 더 용이하다"고 설명했다. 에너지 저장과 CO₂ 포집 기술은 기후 변화에 대응하는 데 있어 필수적이다. 에너지 저장은 재생에너지의 일시적 불안정성을 보완하며, CO₂ 포집은 지구 온난화를 완화하기 위해 대기 중 CO₂ 농도를 감소시키는 데 기여한다. 이 두 기술을 결합한 이중 목적 배터리는 기후 변화 대응의 중심 기술로 각광받고 있다. 리튬-CO₂ 배터리는 기존 배터리보다 에너지 밀도가 높아 오랫동안 사용할 수 있다. 또한, 재생에너지와의 연계 사용이 가능해 환경에 더 친화적이다. 하지만, 이중 목적 배터리는 여전히 에너지 저장 용량이 상대적으로 적고, 비용이 높으며, 안전성 문제도 해결 과제로 남아 있다. 연구자들은 리튬-CO₂ 배터리 성능 향상과 상용화를 위해 노력할 계획이며, 여러 종류의 이중 목적 배터리 개발도 계속 진행 중이다. 이중 목적 배터리는 아직 초기 개발 단계에 있지만, 앞으로 기후 변화에 대한 중요한 대응 수단으로 자리매김할 것으로 예상된다.
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2023-10-31
이탈리아 해군, 드론으로 지중해 희토류 채굴 나선다

이탈리아 해군이 지중해에서 리튬 등 희토류 채굴에 나선다. 유럽 방위 전문매체 디펜스 뉴스는 지난 10월 26일(현지시간) 이탈리아 군 고위관계자를 인용, 이탈리아 해군이 곧 지중해의 해저 희토류 채굴을 검토중이라고 보도했다. 마테오 페레고 디 크렘나고(Matteo Perego di Cremnago) 이탈리아 국방부 차관은 디펜스 뉴스와의 인터뷰에서 "지중해 해저에 희토류가 있다는 것을 알고 있다"며 "바다 밑으로 들어가서 채굴할 수 있다"고 말했다. 희토류 광물과 리튬은 배터리, 휴대폰, 레이저, 위성이나 마이크로칩을 만드는 데 핵심 원료로 서구에서 수요가 매우 높다. 현재 중국이 희토류 매장량이 세계에서 가장 풍부한 것으로 알려졌다. 유럽에서는 육지에서 채굴할 수 있는 희토류를 찾는 작업이 진행 중이지만, 조사에 따르면 바다 밑에도 희토류가 풍부한 지층이 존재한다. 크렘나고 국방부 차관은 해저 희토류 채굴을 보호하고 해저 인터넷 케이블 방어할 수 있을 것으로 예측했다. 그는 이탈리아 해군은 이러한 전략적 노력에 보안을 제공할 수 있는 방법을 계획하기 위해 이미 업계와 논의하고 있다고 덧붙였다. 차관은 "해군은 잠수부, 잠수함, 기뢰 제거기 등을 제공할 수 있으며 무인 기술이 중요할 것"이라고 말했다. 그는 "해저에서 활동 후 수면으로 올라와 태양 에너지로 자율 재충전할 수 있는 드론은 인프라와 해저 채굴을 모니터링할 수 있을 것"이라고 설명했다. 전기자동차 배터리에 필수적이며 전 세계가 가스 연료 차량에서 탈피하는 데 핵심적인 역할을 하는 리튬은 주로 호주와 중국, 남미에서 채굴된다. 유럽은 2050년까지 35배 더 많은 리튬이 필요할 것으로 예측하고 있다. 유럽위원회의 우르줄라 폰 데어 라이엔 위원장은 백색 분말인 리튬이 "곧 석유와 가스보다 훨씬 더 중요해질 것"이라고 말했다. 지난해 발트해에서 발생한 노르드 스트림 가스관 공격 이후 전략적 해저 인프라를 보호해야 할 필요성이 더욱 절실해졌다. 공격 이후 이탈리아 해군은 이탈리아 최대 민간 케이블 공급업체와의 계약의 일환으로 잠수함을 사용해 지중해 해저 인터넷 케이블을 감시하고 방해 행위를 저지하기로 약속했다. 올해 이탈리아는 해저에서 전 세계를 가로지르는 에너지 파이프라인과 인터넷 케이블에 대한 해저 보안을 강화하기 위한 EU의 영구 구조 협력(PESCO) 계획의 새로운 프로젝트를 주도하고 있다. 이탈리아 해군 관계자는 가까운 미래에 파이프라인과 케이블을 순찰하는 해저 해군 드론이 해저에 있는 충전소에 들러 배터리를 충전하고 데이터를 전송하면 몇 달 동안 잠수 상태를 유지할 수 있게 될 것이라고 말했다. 페레고 디 크렘나고 차관은 해저 인프라를 보호하는 해군의 미래 역할은 내년에 이탈리아 라 스페치아(La Spezia)에 문을 열 예정인 새로운 해저 기술 센터에서 기업, 대학, 연구센터, 해군을 한데 모아 연구할 것이라고 말했다. 한편, 환경 단체들은 해저 채굴이 해저의 자연 서식지를 훼손할 것이라고 주장하며 희토류 채굴 중단을 촉구했다. 한국, '탐해3호'로 해저 희토류 탐사 한국도 희토류 등 자원을 탐사하기 위해 한국지질자원연구원에서 '탐해(探海) 3호'를 운용하고 있다. 1868억원에 이르는 대규모 연구개발(R&D) 예산이 투입된 탐해3호는 2023년 7월6일 진수식을 가졌다. 탐해3호는 내년 4월부터 석유가스 등 해저 자원 탐사, 이산화탄소 해저 저장소 선정, 해저지층구조 변화 탐지 등 다양한 임무를 수행할 예정이다. 산업통상자원비가 건조비를 지원했고 지질자원연구원에서 운용하게 된다. 그동안은 탐해 2호가 1997년 취항해 26년여간 물리탐사연구를 수행했다. 지질연이 완성한 '태평양 해저 희토류 지도'에 따르면 태평양 해저 0~5m 기준으로 현재 희토류 매장이 확인된 지역은 159곳에 이른다. 희토류가 비교적 고르게 분포된 남위 30도, 서경 140도 부근 남태평양 1개 지역에서만 약 4860t가량 매장돼 있는 것으로 추정된다. 네오디뮴 등 핵심 5개 희토류의 경제적 가치만 2400억원 가량에 이른다. 연구진은 희토류 매장 지역의 특성을 인공지능(AI)으로 분석해 서태평양 등 매장 가능성이 높은 지역을 추가로 예측하고 있다.
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2023-10-31
LG에너지솔루션, 인니 배터리 양극재 공장 11월 건설 착공

LG에너지솔루션과 인도네시아 배터리 회사(IBC) 컨소시엄이 소유한 양극재 공장이 2023년 11월 착공에 들어간다. 인도네시아 매체 IDX채널 닷컴은 25일(현지시간)는 한국 기업 LG에너지솔루션과 인도네시아 배터리 코퍼레이션 간의 지분 협상이 완료돼 2023년 11월 양극재 공장이 착공에 들어간다고 보도했다. 25일 바흐릴 라하달리아(Bahlil Lahadalia) 인니 투자부 장관 겸 BKPM 대표는 자카르타에서 "(지분 협상이) 완료되었으며, 업스트림은 50%, 다운스트림은 국영기업이 35%, 컨소시엄이 75%를 차지할 것"이라고 말했다. 투자부 장관은 "양극재 공장 건설에는 다수의 인도네시아 국영 기업이 참여할 것"이라고 전했다. 라하달리아 장관에 따르면, 자카르타 인근 카라왕 산업단지에 위치한 LG에너지솔루션의 배터리 생산 능력 10기가 와트시(GWh)의 공장은 2024년 2월 1단계 생산을 시작할 예정이다. 아울러 2단계 증설 투자로 2024년 1월에 전기차 배터리 공장을 착공할 예정이다. 이번 합작 공장에서는 LG에너지솔루션의 하이니켈 'NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄)' 배터리셀을 생산한다. 고함량 니켈(N)과 코발트(C), 망간(M)에 출력을 높여주고 화학적 불안정성을 낮춰줄 수 있는 알루미늄(A)을 추가한 고성능 NCMA 리튬이온 배터리셀이다. 2024년부터 생산되는 현대차와 기아 E-GMP기반 전기차와 차세대 전기차에 탑재될 예정이다. 이와는 별도로 LG에너지솔루션은 전기차(EV)용 저가형 리튬인산철(LFP) 배터리를 2026년부터 생산하겠다고 25일 발표했다. 이창실 LG에너지솔루션 최고재무책임자(CFO) 부사장은 이날 3분기 실적발표 컨퍼런스콜에서 "저가형 EV 배터리 시장 대응을 위한 제품 포트폴리오를 확대할 계획"이라고 밝혔다. 이 부사장은 "LFP 기반 제품을 적극 개발 중"이라며 "파우치(배터리)가 가진 셀 무게, 공간 활용률 등의 강점을 결합하고 셀 구조 개선과 공정 혁신 등을 추진해 EV용 LFP·LMFP(리튬망간인산철) 기반 신규 제품을 생산할 것"이라고 말했다. 그는 "이 제품(LFP·LMFP 배터리)은 2026년과 2027년에 연속해서 선보이는 것을 목표로 준비 중"이라며 구체적인 일정을 명시했다. 리튬인산철(LFP) 배터리는 국내 배터리 업계가 주력해온 양극재가 세 종류 금속으로 구성되는 삼원계 'NCM(니켈·코발트·망간)' 배터리보다 전기차 주행 거리는 짧아도 가격이 저렴한 것이 장점이다. 중국 업체인 CATL, 비야디 등이 그동안 LFP 배터리 시장을 주도해왔으며, LG에너지솔루션은 프리미엄 배터리에 집중해왔다. LG에너지솔루션은 최근 글로벌 전기차 업체들이 저가형 모델에 LFP 배터리 채택을 확대하자 중저가 시장 수요 대응에 나선 것. 그러나 최근 유럽 지역 전기차 시장이 느리게 회복하면서 성장 둔화세가 뚜렷해지면서 전기차 배터리 시장에 경고음을 울리고 있다. 이창실 부사장은 "4분기 들어 주요 고객사의 보수적인 전기차 생산 계획에 따른 물량 조정 가능성이 일부 있는 것은 사실"이라며 "4분기에는 3분기에 비해 소폭의 매출 성장이 있을 것으로 보인다"라고 말했다. 이어 "내년 수요는 기대보다 좀 줄어들 가능성이 있다고 본다"며 "그로 인해 내년 매출 성장률은 올해만큼 크지는 않을 것"이라고 전망했다. 다만 그는 "일시적 변동성에 연연하지 않고 장기적 관점에서 사업 준비에 집중하려 한다"며 "북미 중심 성장 모멘텀을 계속 이어 나가되 시장에서 가장 경쟁력 있는 제품을 만들고, 스마트팩토리와 밸류체인 확보 등을 통해 경쟁력을 확보하는 것이 중요하다"고 강조했다.
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2023-10-26
친환경 배터리 재활용 기술로 알루미늄‧리튬 대량 회수

스웨덴 샬머스 대학의 연구팀이 전기차 폐배터리 셀로부터 알루미늄 100%와 리튬 98%를 회수할 수 있는 친환경 배터리 재활용 기술을 개발했다고 광업·금속산업 전문지 마이닝 닷컴(MINING.COM)이 보도했다. 이 연구팀은 식물에서 추출한 옥살산이라는 유기 화합물을 이용해 폐자동차 배터리에서 알루미늄과 리튬을 우선적으로 추출했다. 이후 순차적으로 코발트, 니켈, 망간 등 다른 금속도 회수했다. 이번 연구의 주재료인 옥살산은 일반적으로 시금치나 루바브에서 발견되는 유기화합물로 기존의 무기 화학물질에 비해 독성이 낮고 환경에 미치는 영향이 낮다. 한국에서는 익숙하지 않은 채소인 루바브의 세모꼴 이파리는 옥살산이 과다 함유돼 식용으로 사용하지 못하는 것으로 알려졌다. '세퍼레이션 앤드 퓨러퍼케이션 테크널러지(Separation and Purification Technology)' 저널에 실린 논문에 따르면 이 기술은 폐리튬이온 배터리의 내용물을 고체 미립자로 분쇄하는 것으로 시작한다. 여과 과정을 거친 그 결과, 투명한 액체인 옥살산에 용해된 미세하게 분쇄된 흑색 분말이 생성되면서 각종 금속을 회수하는 원리다. 연구원들은 온도와 농도, 시간의 미세한 조절을 통해 옥살산을 활용해 리튬과 코발트 등을 회수하는 새롭고 획기적인 방법을 발견한 것. 수석 연구원 마르티나 페트라니코바(Martina Petranikova)는 "무기 화학 물질에 대한 대안이 절실히 필요하다. 현재 공정에서 가장 큰 장애물 중 하나는 알루미늄과 같은 잔류 물질의 제거다. 이 새로운 방법은 재활용 산업에 혁신적인 대안을 제시하며, 전기차 폐배터리 개발을 방해하는 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 것"이라고 설명했다. 연구원들이 개발한 이 방법은 '습식 제련'이라고 불리며, 전통적인 습식 야금 공정과는 다르다. 습식 야금에서는 전기차 배터리 셀의 모든 금속이 무기산에 용해된다. 그러나 이 새로운 방법에서는 '불순물'로 분류되는 알루미늄과 구리 같은 재료가 제거된 후에, 코발트, 니켈, 망간, 리튬과 같은 귀금속이 분리 회수된다. 기존 방법은 알루미늄과 구리의 잔여량은 적지만, 여러 번의 정제 과정이 필요하며 이 과정에서 리튬의 손실이 발생할 수 있다. 새롭게 개발된 방법은, 일반적인 순서와는 반대로 리튬과 알루미늄을 먼저 회수함으로써 새 배터리 제조에 필요한 귀중한 금속의 낭비를 줄일 수 있다. 이 과정에서 생성되는 검은색 물질의 여과 과정은 마치 커피 추출을 연상시킨다. 여과 과정을 통해 알루미늄과 리튬이 액체 상태로 분리되며, 다른 금속들은 '고체' 상태로 남게 된다. 그 다음 단계는 알루미늄과 리튬을 분리하는 것이다. 논문의 수석 저자인 레아 루케트(Léa Rouquette)는 "각 금속이 매우 다른 특성을 가지고 있어서 분리 작업은 그리 어렵지 않을 것이라 생각한다. 우리의 방법은 배터리 재활용 분야에서 새로운 가능성을 열고 있으며, 더 깊게 연구할 가치가 있다"라고 말했다. 페트라니코바 수석연구원은 "확장 가능한 방법이기 때문에 앞으로 몇 년 동안 이 분야에서 널리 사용될 것으로 기대한다"고 덧붙였다. 한국 배터리 재활용 기술 시장 전망 전기차의 보급이 확대됨에 따라 한국의 배터리 재활용 시장도 성장세가 예상된다. 정부는 2030년까지 배터리 재활용률을 90%로 끌어올리려는 목표를 세우고 있으며, 이를 향한 기술 개발이 활발히 진행 중이다. 포스코케미칼, LG화학, SK이노베이션 등 주요 기업들이 친환경 배터리 재활용 기술 개발에 투자하고 있다. 특히 포스코케미칼은 리튬이온 배터리에서 리튬을 효과적으로 회수하는 새로운 기술을 연구하고 있다. 이 기술은 리튬이온 배터리의 양극재로부터 리튬을 효율적으로 추출하며, 기존 방법에 비해 리튬의 손실을 줄이는데 초점을 맞추고 있다. 또 포스코케미칼은 최근 스웨덴의 리튬 이온 배터리 재활용 회사인 노르드볼트와 양극재 리사이클링 기술 개발에 관한 협약을 맺었다. LG화학은 리튬이온 배터리로부터 코발트와 니켈을 더 효율적으로 회수하기 위한 기술을 연구 중이다. 이 기술은 배터리의 양극재와 음극재를 분리해 코발트와 니켈을 회수하는 과정을 포함하며, 이를 통해 기존 방법에 비해 코발트와 니켈의 회수율을 향상시킬 수 있다. SK이노베이션은 리튬, 코발트, 니켈, 망간을 리튬이온 배터리로부터 회수하는 새로운 기술을 개발하고 있다. 이 기술은 배터리를 고온에서 처리하여 이들 금속을 추출하는 방식으로, 기존 공정보다 에너지 효율이 높다. 한국의 친환경 배터리 재활용 기술은 국제적으로도 주목받고 있는 분야다. 지속적인 기술 개발이 활발하게 진행됨에 따라, 한국은 전기차 배터리 재활용 분야에서 세계적인 선두 위치를 차지할 것으로 예상된다.
- 산업
2023-10-26
리튬이온전지보다 저렴하고 안전한 '수계이차전지' 개발

리튬이온 배터리는 현재 가장 널리 사용되는 에너지 저장 장치 중 하나이지만, 여러 문제점들이 도출되고 있다. 주요 원료의 비싼 가격과 한정된 매장량, 그리고 화재 위험성 등 다양한 문제점들이 제기되고 있어 대안이 필요하다. 이에, 많은 연구자들이 경제적이면서도 안전한 리튬이온 배터리의 대체품을 개발하기 위해 노력하고 있다. 과학기술·의학전문 매체 사이언스엑스(Science X)에 따르면, 한국과학기술원(KIST)의 오시형 박사팀은 비용과 안전을 충족하는 수계이차전지를 개발했다. 이 연구는 '에너지 스토리지 머티리얼(Journal Energy Storage Materials)' 저널에 게재됐다. 수계이차전지는 리튬이온전지에 비해 원재료 비용이 상당히 저렴하며, 경제적인 이점이 있다. 다만 물이 분해되면서 발생하는 수소 가스와 관련된 내부 압력 상승과 전해질 고갈 문제로 인해 상용화에 어려움을 겪고 있었다. 과학자들은 지금까지 금속 음극과 전해질 사이에서 발생하는 수소를 줄이기 위해 표면 보호층을 개발하여 접촉 면적을 최소화하는 방법을 사용해왔다. 그럼에도 불구하고, 금속 음극의 부식과 그에 따른 부반응으로 인해 전해질의 물이 지속적으로 분해되어 수소 가스가 발생, 이로 인해 장기간 사용랑 경우 폭발 위험이 존재했다. 이 문제를 해결하기 위해 오시형 박사 연구팀은 전지 내에서 발생하는 수소 가스를 자동으로 물로 변환시키는 새로운 방법을 개발했다. 이산화망간과 팔라듐으로 구성된 복합촉매를 이용해 전지의 성능과 안전성을 동시에 향상시킨 것. 이산화망간은 일반적으로 수소 가스와 반응하지 않지만, 팔라듐을 약간 첨가하면 수소 가스가 촉매에 더 쉽게 흡수되어 물로 변환된다. 연구팀은 이번에 개발한 이 새로운 촉매를 사용한 프로토타입 셀에서는, 셀 내부 압력이 0.1기압으로 매우 안정적인 상태를 유지했으며, 전해질의 고갈 현상도 발견되지 않았다고 밝혔다. 이 연구는 수계 이차전지의 주요 안전 문제 중 하나를 효과적으로 해결해, 향후 에너지 저장 장치(ESS)의 상용화에 있어서 중요한 진전을 가져올 것으로 예상된다. 리튬이온전지를 더 경제적이고 안전한 수계이차배터리로 대체한다면, 글로벌 에너지 저장 시스템(ESS) 시장의 빠른 성장을 촉진할 가능성이 있다. KIST의 오시형 박사는 "이 기술은 수계이차전지에 적용될 수 있는 내장형 안전 메커니즘 기반의 맞춤형 안전 전략과 연관되어 있으며, 위험 요소를 자동으로 제어한다"고 말했다. 그는 또한 "이 기술은 수소 가스 누출이 큰 위험 요소인 수소 충전소와 원자력 발전소 등의 다양한 산업 시설에서도 활용될 수 있어 사람들의 안전을 더욱 보장할 수 있을 것"이라고 강조했다. 한편, 수계이차전지는 친환경적이고 안전한 특성을 가지고 있으며, 원재료 비용도 리튬이온전지에 비해 약 10분의 1 수준으로 경제적이라는 장점이 있다. 수계이차전지가 원료물질이 고가이면서 폭발 가능성이 높은 유기용매 전해질을 사용하는 리튬이온전지를 대체한다면 중대형 이차전지의 보급이 대규모로 확대될 수 있다. 이번 연구는 한국 과학기술정보통신부의 지원을 받아, 나노미래소재원천기술개발사업과 중견연구자지원사업을 통해 진행됐다.
- 산업
2023-10-24