LG배터리 대신 중국 배터리?
벤츠의 차세대 전기차, G바겐의 전동화 모델 EQG에 적용될 배터리가 결정됐습니다. 그동안 LG에너지솔루션의 고성능 리튬이온폴리머 배터리가 적용돼 왔지만, EQG부터는 중국의 대표적인 배터리 제조사 CATL 제품이 들어갈 것으로 전해졌습니다.
최근 중국 매체 차이롄서 차이롄서(财联社)에 따르면, EQG에 CATL에 공급하는 배터리가 들어갈 예정입니다. 이 배터리는 미국 스타트업 ‘실라나노테크놀로지(Sila Nanotechnologies)‘의 실리콘 음극재 배터리로, 차세대 배터리로 평가받는 방식 중 하나입니다.
리튬이온 배터리 기술은 사실상 한계에 봉착했습니다. 현재 대부분의 고성능 배터리 소재는 NCM(니켈-코발트-망간)이 양극재로 활용되고 흑연이 음극재로 사용됩니다. 그리고 이온의 이동통로 역할을 하는 전해질은 모두 액체입니다.
니켈은 배터리 출력과 관계가 있고, 코발트와 망간은 배터리 안정성에 관여합니다. 또, 흑연은 배터리 수명과 저장용량, 충전속도를 결정합니다.
여기서 양극재와, 전해질을 극단적으로 바꾸기가 어렵기 때문에 좀 더 극적인 변화를 주기 위해 음극재를 개선하는 과정이 새로운 대안으로 떠오르고 있습니다. 기존 흑연 소재를 실리콘 소재로 바꾸는 기술이 대표적입니다.
벤츠 역시 실리콘 음극재에 관심을 두고 있는데, 신형 배터리는 에너지 밀도가 기존보다 약 20~40% 높고, 부피역시 줄일 수 있어, 주행거리 개선에 큰 도움이 될 전망입니다.
기존의 흑연 음극재는 저렴하지만 저장용량 한계가 뚜렷해, 성능 개선을 위한 신소재 연구가 꾸준히 진행되어 왔습니다.
이론상 흑연 계열 음극재는 1g 당 용량 한계가 370 mAh(밀리암페어시) 내외이지만, 실리콘으로 바꾸면 1g당 용량을 1,500 밀리암페어시로 확 늘릴 수 있습니다.
중국 기업 CATL, 의외로 선전하고 있다?
사실 CATL은 메이저 브랜드에 배터리를 공급 중이거나 납품 할 예정인 것으로 알려졌습니다. 특히 포르쉐에도 들어가는데, 신형 ‘마칸 EV’에 탑재됩니다.
마칸 EV는 2023년 공계 예정이며 포르쉐 타이칸의 ‘J1 플랫폼’ 대신 아우디 A6 e-tron과 동일한 ‘PPE 플랫폼’을 기반으로 해, 뛰어난 퍼포먼스를 보일 것으로 평가받습니다. 현재 포르쉐는 LG에너지솔루션 배터리 대신 CATL 배터리를 타이칸에 탑재한 상황입니다.
이번 소식이 전해지면서 업계 전문가들은 LG에너지솔루션 배터리를 탑재한 타이칸에 화재가 발생한 점과 GM관련 대량 리콜건이 이번 결정으로 이어지지 않았나 예상하고 있습니다.
현재 CATL배터리를 이용하고 있는 브랜드로 벤츠, 포르쉐, 니오, 홍치, 즈지, 아우디 등 유럽 및 중국 주요 브랜드가 있습니다.
특히 최근 1000km 주행에 성공한 벤츠의 전기 컨셉카 EQXX에도 실리콘 음극재가 탑재된 배터리가 들어간 것으로 알려져 있습니다.
CATL이 생각보다 위험한 기업인 이유
보통 중국 소재 기업을 떠올리면, 기술은 없지만 저가로 밀어붙이는 이미지를 떠올리기 쉽습니다. 하지만 CATL은 신형 배터리 연구 외에도 ‘셀투팩’ 기술을 연구할 만큼 전기차 연구에 진심인 기업으로 알려져 있습니다.
셀투팩이란, 배터리 팩 제조 기술로 보시면 됩니다. 원래 전기차 배터리는 셀 – 모듈 – 팩 순서로 조립됩니다.
여기서 셀은 배터리가 낱개로 있는 기본단위이며, 모듈은 셀을 여러개 넣어둔 보호막으로 이해하면 됩니다. 마지막으로 배터리 팩은 이 모듈을 여러개 모아 놓고 제어 장치나 냉각 기능을 추가해서 만들어 놓은 패키지로 보시면 됩니다.
이 방식은 충격에 배터리가 안전한편이지만 그만큼 무거워지고 부품 비용 상승과 무게 증가의 원인이 됩니다.
반면, 셀투팩은 이름 대로 셀을 모아서 바로 배터리 팩을 만드는 신기술입니다. 배터리 모듈이 빠지기 때문에 부품수 감소와 추가 공간 확보에 도움이 됩니다. CATL은 현재 벤츠와 손을 잡고 이 기술을 공동 개발중인 것으로 알려져 있습니다.
참고로 셀투팩 기술을 적용하면 주행거리를 18% 이상 늘릴 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 500km 갈 수 있는 전기차에 셀투팩 기술을 적용할 경우 거의 600km 가까이 갈 수 있다는 계산이 나옵니다.
이번 소식 이후 LG에너지솔루션은 이렇다할 의견을 내놓고 있지 않지만, 신흥 경쟁자의 진입으로 내심 불편할 수 밖에 없습니다. 과연 추격자를 따돌리고 초격차로 선두를 달릴 수 있을지 귀추가 주목됩니다.
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