글로벌 전력 배터리 혁신의 새로운 트렌드
전 세계 국가들은 2025년까지 차세대 고성능, 저비용 전원 배터리를 개발하기 위해 배터리 소재와 구조를 반복적으로 최적화하기 위해 경쟁하고 있습니다.
전극 소재와 관련하여, 전력 배터리 에너지 밀도 향상 및 비용 절감을 위한 주요 트렌드는 자원 부족과 급증하는 수요 사이의 갈등을 고려하여 원자재의 코발트 함량을 줄이고 니켈 함량을 높이는 것입니다. 파나소닉, LG, CATL과 같은 주요 전력 배터리 기업들은 차세대 전력 배터리 개발의 일환으로 저코발트 및 무코발트 배터리에 집중하고 있습니다. 심층적인 전기화로 인해 고에너지 밀도에 대한 수요가 증가함에 따라 리튬 이온 흑연 음극 소재의 용량 한계가 더욱 높아지고 있습니다. 실리콘-탄소 음극 소재와 고니켈 3원계 소재의 조합이 개발 트렌드로 떠오르고 있습니다.
배터리 팩 조립 측면에서, 기존 모듈 구성은 가용 공간의 약 40%만 사용합니다. 배터리 구조 최적화의 핵심은 셀, 모듈, 그리고 패키징 방식을 통합하고 간소화하는 것입니다. 셀을 배터리 팩에 직접 통합하는 기술(CTP 기술)이나 배터리 팩 인클로저를 차체에 통합하는 기술(CTC 기술)과 같은 최적화 전략이 부상하고 있습니다.
전력 배터리 기술 경로가 다양화됨에 따라 2030년까지 고체 배터리가 널리 보급될 것으로 예상됩니다.
현재 나트륨 이온 배터리는 상용화 초기 단계에 있지만, 에너지 밀도 한계로 인해 제약을 받고 있습니다. 2030년까지 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리를 보완하고 에너지 저장 장치 및 가격에 민감한 저속 전기 자동차에 적용될 것으로 예상됩니다. 고체 배터리 기술 개발이 가속화되고 있으며, 500W/kg의 고체 배터리와 리튬-황 배터리와 같은 차세대 배터리가 2030년경 대량 출시될 것으로 예상됩니다. 고성능 금속-공기 배터리와 저비용 금속-수소 배터리에 대한 지속적인 연구는 2030년 이후 응용 분야에서 획기적인 발전을 가져올 것으로 예상됩니다.
전원 배터리 재활용 및 포괄적인 수명 주기 관리에 대한 노력은 미래에 새로운 기술적 장벽이 될 것으로 예상됩니다.
유럽 연합은 신 배터리법(New Battery Act)과 신 배터리 전략 연구 및 혁신 의제(New Battery Strategy Research and Innovation Agenda)를 제정하여 전력 배터리 제품에 대한 "녹색 기준점(green threshold)"을 설정했습니다. 전력 배터리에 대한 전략적 및 탄소 장벽은 높아질 것으로 예상되며, 이는 전략적 및 탄소 배출 감소라는 특성을 지닌 배터리 재활용의 중요성이 더욱 커지고 있음을 보여줍니다. EU는 2031년까지 코발트, 니켈, 구리의 평균 회수율을 95%, 리튬은 80%에 도달해야 한다고 명시적으로 밝혔습니다. "녹색 기준점"의 시행은 재생 자원 산업에서 배터리 재활용 및 활용 기술 개발을 촉진할 것으로 예상됩니다. 또한, "배터리 패스포트(Battery Passport)" 도입은 데이터 공유 및 배터리 관리 모델의 융합을 촉진하여 전력 배터리 수명 주기 데이터 관리의 투명성과 추적성을 향상시킬 것입니다.
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게시 시간: 2024년 8월 2일